Лента новостей RSSRSS КалькуляторыКалькуляторы Вопросы экспертуВопросы эксперту Перейти в видео разделВидео

ГОСТ Р 51524-2012

Совместимость технических средств электромагнитная. Системы электрического привода с регулируемой скоростью. Часть 3. Требования ЭМС и специальные методы испытаний

Заменяет ГОСТ Р 51524-99: Требования и методы испытаний ИУС 05-2013

Предлагаем прочесть документ: Совместимость технических средств электромагнитная. Системы электрического привода с регулируемой скоростью. Часть 3. Требования ЭМС и специальные методы испытаний. Если у Вас есть информация, что документ «ГОСТ Р 51524-2012» не является актуальным, просим написать об этом в редакцию сайта.

Скрыть дополнительную информацию

Дата введения: 01.01.2013
Статус документа на 2016: Актуальный

Страница 1

Страница 2

Страница 3

Страница 4

Страница 5

Страница 6

Страница 7

Страница 8

Страница 9

Страница 10

Страница 11

Страница 12

Страница 13

Страница 14

Страница 15

Страница 16

Страница 17

Страница 18

Страница 19

Страница 20

Страница 21

Страница 22

Страница 23

Страница 24

Страница 25

Страница 26

Страница 27

Страница 28

Страница 29

Страница 30

Страница 31

Страница 32

Страница 33

Страница 34

Страница 35

Страница 36

Страница 37

Страница 38

Страница 39

Страница 40

Страница 41

Страница 42

Страница 43

Страница 44

Страница 45

Страница 46

Страница 47

Страница 48

Страница 49

Страница 50

Страница 51

Страница 52

Страница 53

Страница 54

Страница 55

Страница 56

Страница 57

Страница 58

Страница 59

Страница 60

Страница 61

Страница 62

Страница 63

Страница 64

Страница 65

Страница 66

Страница 67

Страница 68

Страница 69

Страница 70

Страница 71

Страница 72

Страница 73

Страница 74

Страница 75

Страница 76

Страница 77

Страница 78

Страница 79

Страница 80

Страница 81

Страница 82

Страница 83

Страница 84

Страница 85

Страница 86

Страница 87

Страница 88

Страница 89

Страница 90

Страница 91

Страница 92

Страница 93

Страница 94

Страница 95

Страница 96

Страница 97

Страница 98

Страница 99

Страница 100

Страница 101

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ГОСТ Р

НАЦИОНАЛЬНЫЙ f Д СТАНДАРТ

51524 —

1 ) РОССИЙСКОЙ

2012

ФЕДЕРАЦИИ

(МЭК 61800-3: 2012)

Совместимость технических средств электромагнитная

СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРИВОДА С РЕГУЛИРУЕМОЙ СКОРОСТЬЮ

Часть 3

Требования ЭМС и специальные методы испытаний

IEC 61800-3:2012 Adjustable speed electrical power drive systems —

Part 3: EMC requirements and specific test methods (MOD)

Издание официальное

Предисловие

Цели и принципы стандартизации о Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N9 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0 — 2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1    РАЗРАБОТАН Научно-испытательным центром «САМТЭС» и Техническим комитетом по стандартизации ТК 30 «Электромагнитная совместимость технических средств» на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 30 «Электромагнитная совместимость технических средств»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 ноября 2011 г. Np 1841 -ст

4    Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 61800-3:2012 «Системы электрического привода с регулируемой скоростью. Часть 3. Требования ЭМС и специальные методы испытаний» (IEC 61800-3:2012 «Adjustable speed electrical power drive systems — Part3: EMC requirements and specific test methods»). При этом дополнительные положения и требования, включенные в текст стандарта для учета потребностей национальной экономики Российской Федерации и особенностей российской национальной стандартизации, выделены в тексте стандарта курсивом.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р1.5—2004 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5    ВЗАМЕН ГОСТ Р 51524-99

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе и Национальные стандарты», а текст изменений и поправок— в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случав пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация. уведомления и тексты размещаются также в информационной систвмо общего пользования — на официальном сайте Фодералыюго агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

© Стандартинформ, 2014

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ Р 51524-2012

Содержание

1    Область применения и цель.................................... 1

2    Нормиативные ссылки....................................... 2

3    Термины и определения..................................... 4

3.1    Определения, относящиеся к установкам и их составным частям............... 4

3.2    Применение по назначению.................................. 6

3.3    Места размещения, порты и интерфейсы............................ 6

3.4    Компоненты СЭП....................................... 9

3.5    Термины, относящиеся к электромагнитным явлениям..................... 9

4    Общие требования........................................ 10

4.1    Общие условия........................................ 10

4.2    Испытания.......................................... 10

4.3    Документация для пользователя................................ 10

5    Требования помехоустойчивости.................................. 11

5.1    Общие условия........................................ 11

5.2    Основные требования помехоустойчивости. Низкочастотные электромагнитные помехи ....    14

5.3    Основные требования помехоустойчивости. Высокочастотные электромагнитные помехи ...    21

5.4    Применение требований помехоустойчивости. Статистические аспекты....... 25

6    Требования электромагнитной эмиссии............................. 25

6.1    Общие требования электромагнитной эмиссии......................... 25

6.2    Основные нормы низкочастотных электромагнитных помех.................. 26

6.3    Условия измерений высокочастотных электромагнитных помех................ 28

6.4    Основные нормы высокочастотных электромагнитных помех................. 29

6.5    Инженерная практика.............. 32

6.6    Применение требований электромагнитной эмиссии. Статистические аспекты......... 35

Приложение А (справочное) Методы ЭМС.............................. 36

Приложение В (справочное) Низкочастотные электромагнитные помехи............... 44

Приложение С (справочное) Компенсация реактивной мощности. Фильтрация............ 69

Приложение D (справочное) Рассмотрение высокочастотных электромагнитных помех....... 78

Приложение Е (справочное) Анализ электромагнитной совместимости и план ЭМС......... 83

ПриложениеДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных национальных стандартов

международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте........................... 90

Библиография............................................ 93

III

ГОСТР 51524 —2012

В 2.1 Описание случаев

Коммутационные вырезы вызываются короткими замыканиями «линия -линия» на зажимах тиристорного преобразователя. Они возникают, когда происходит коммутация тока от одной фазы электропитания к следующей. Коммутационные вырезы представляют собой отклонения напряжения сети переменного тока от мгновенного значения основной составляющей. Коммутационные вырезы наблюдаются в точках систем электроснабжения, их значение зависит от соотношения полных сопротивлений источника электропитания и развязывающей реактивности в тиристорном преобразователе.

Анализ коммутационных вырезов требует учета более широкой полосы частот, чем обычный гармонический анализ. Характеристики коммутационных вырезов во временной области вызывают эффекты, которые не могут быть учтены при простом гармоническом анализе. Поэтому вырезы анализируют во временной области с использованием осциллографа.

Следует помнить, что:

- в простых случаях, при которых применяется это правило, допускается, что полное сопротивление электрической сети может моделироваться чистым реактивным сопротивлением:    Z = La>. (Это допущение недействительно при наличии

конденсаторов или длинных кабелей, так как в этих случаях могут происходить резонансы);

95

Примечание- Типовые значения величин приведены в качестве рекомендаций. Рисунок предполагает наличие полного сопротивления между зажимами СЭП и преобразователем Повторяющиеся переходные процессы характеризуются отношением    от 1,25 до 1,50 в зависимости от конструкции демпфирующего

ГОСТР 51524 —2012


устройства с учетом di/dt и Irr (динамический обратный ток полупроводника). Неповторяющиеся переходные процессы характеризуются отношением UlrmIUlwm от 1,8 до 2, 5 в зависимости от дополнительных защитных устройств.

Рисунок В.1 - Типовая форма коммутационных вырезов. Отличие от неповторяющихся переходных процессов.

- устойчивость к коммутационным вырезам классифицирована в 2.5.4.1 [5], где они измеряются по глубине d в % ULmi и по площади (глубине, умноженной на ширину а. в процентах градусы). Ulwu определяется в [ 5 ] как максимальное

96

ГОСТР 51524 —2012 мгновенное значение (амплитуда) Ui , исключая переходные процессы, Ui представляет собой напряжение «линия - линия» на линейной стороне преобразователя или трансформатора (при наличии).

Если преобразователь не содержит какой-либо индуктивности, глубина основного провала линейного напряжения на зажимах самого преобразователя (но не на зажимах ОМП/КМП) d %, равна

d- 100 sin а>    (В.1)

где а - угол зажигания преобразователя с фазовым управлением (соответствует естественной точке коммутации диода).

В принципе, вырез характеризуется значением линейного напряжения на зажимах преобразователя, равным 0 В.

Аппроксимация дает недооценкуd для а <90° и переоценку^ для а >90°.

Площадь коммутационного выреза, % градусы, может быть аппроксимирована с помощью простого соотношения (например, для трехфазной мостовой схемы условия аппроксимации см. в примечании ниже):

а = 8 000 (Z, • hL! UL), % градусы,    ( В.2)

где Zt - общее линейное полное сопротивление в каждой фазе (принимаемое здесь как чистое реактивное сопротивление), включая любое полное сопротивление в ПМП.

In - основная составляющая тока на стороне линии,

UL - напряжение «линия - линия».

Очевидно, что наихудший случай имеет место, когда СЭП в текущий момент времени нахо дится в условиях ограничения тока.

Примечание - При коммутационном угле и от а до (а + и) коммутационное напряжение равно

ГОСТР 51524 —2012

2 L»,8inC0 t

и

л/2 UL sin wt = 2 Ud/л.

площадь кошлугадионного вырг:за равна

«•от    а.ш

Д= J t/(0)-c»=2L( J (di/dt) (<tt/<to) <to;

(В.З)

а    а

A=2L,-l.t-a;

А = 2Z, ■ 1а (в вольтах и радианах),

где /»- коммутируемый ток.

Допускаем, что /„ * 0.75 !<,, и учитываем колебание /<, 8 трехфагной мостов ой схеме

А = 1.5Z, • ld,

а. % - градусы

а = 100 Л (Зв0/2я)(1/>‘2 C/J * 6077 (Z, • fel/J: а = 7794 (Z, /М); а = 8000 (2; • /М).

(В .4)

или (в установленных единицах величин):

а* 4 500 (г, »i).

В12    Вычис ление

В 1.21 Общая оценка

При действительных предположениях, указанных выше, глубина выреза в точке подключения Dpct%, равна

Dpc = 100 sin a [Z, /(Z, + ZJ] = 100 sin a (ZJZJ,    (В .5)

где Zt - общее линейное сопротивление (Zt = Ze + ZJ:

Zd - развязывающее реактивное сопротивление между точкой подключения и зажимами преобразователя (если они входят или не входят в ПМП);

Ze - полное сопротивление питающей электрической сети в точке подключения. Возможности управления амплитудой преобразователя (например, в случае трехфазного мостового преобразователя) часто выражаются значением sin а

98

ГОСТР 51524 —2012

Глубина выреза варьируется от 100 % на зажимах преобразователя до 0 % на нулевом полном сопротивлении источника.

Добавление развязывающего реактивного сопротивления Zd между точкой подключения ОМП снижает глубину выреза, но ее ширину в точке подключения повышает, так что площадь выреза арс, (% ■ градус), остается постоянной:

a;c=S000 (Ze IrIUO-    (В.б)

В простых случаях, где применяются вышеупомянутые допущения, эти уравнения могут использоваться для определения необходимого развязывающего реактивного сопротивления. Учитывая предельную глубину выреза (см. таблицу В. 1) и возможности управления амплитудой преобразователя, глубина выреза в точке подключения равна

ZJiZ' + Zt).    (В.7)

Значение Zc, определяемое пользователем, позволяет монтажнику вычислить значение Zd из которого можно вычесть внутреннее развязывающее реактивное сопротивление (при наличии) Оставшееся значение и является значением реактивного сопротивления, которое нужно применить для правильной развязки.

Примечание - В вышеприведенных расчетах не учитываются короткие одиночные импульсы в начале и в конце коммутационного выреза.

В.1.2.2 Практические правила

Приведенный в В. 1.2.1 расчет устанавливает практическое правило для снижения электромагнитной эмиссии с помощью применения реактивного сопротивления Z&

99

ГОСТР 51524 —2012

Основные соотношения в предположении, что полное сопротивление

электрической сети является чисто реактивным, будут следующими:

Ze = Le со ;    ( В .8)

Zt = Ze + Zd,    ( В .9)

арс, % = 100 sin a (Z/Z,)    ( В. 10)

арс ,% градусы = 8000 (Ze ■ 1ц / Uj).    ( В. 11)

Для параллельно включенных преобразователей, подсоединенных к одной и той же линии, см. [ 5].

Следует учитывать, что соответствие критерию эмиссии коммутационных вырезов не означает автоматического обеспечения соответствия критерию эмиссии гармонических составляющих. Аналогично, соответствие критерию эмиссии гармоник автоматически не обеспечивает соответствия критерию эмиссии коммутационных вырезов.

Аспект устойчивости к электромагнитным помехам не охватывается полностью критерием эмиссии гармонических искажений. В действительности, так как критерий эмиссии гармоник не подразумевает установления каких-либо фазовых соотношений между различными гармониками, он не исключает наличия частной формы напряжения на зажимах СЭП. Так как частная форма напряжения коммутационных вырезов (dv/dt. возможное прохождение через ноль) влияет на работу демпфирующих устройств или может повлиять также на электронное управление, конкретный критерий устойчивости к электромагнитным помехам установлен в [ 6 ] и [7] и определен также в 4.1.1 [б] и [7] в качестве электрических рабочих условий.

В.1.3 Рекомендации в отношении коммутационных вырезов

100

ГОСТР 51524 —2012

В.1.31 Электромагнитная эмиссия

Рекомендации ниже к силовым преобразователям, конструкция которых такова, что коммутационные вырезы заведомо исключены или имеют пренебрежимо малую амплитуду, не применяют

Примечание - Например, непрямые преобразователи источников напряжения инвертерного типа с активными фронтами и окончаниями импульсов, оборудованные развязывающим фильтром сконструированные для ослабления эффектов частоты переключений, не создают коммугационньк вырезов. Простые диодные выпрямители создают вырезы пренебрежимо малой амплитуды Практически рассматривать эмиссию коммутационных вырезов следует в случае применения ведомых сетью тиристорных пр е обр аз ов ател ей.

Соответствие рекомендациям, касающимся коммутационных вырезов, не исключает необходимости проверки соответствия требованиям, относящимся к гармоникам. Глубину основных вырезов в точках подключения (ТОП или ТВП) следует ограничивать в соответствии с таблицей В.1 в предположении, что полное сопротивление электрической сети является чисто реактивным

Z = Lo)

со значением, равным 1,5% (по отношению к номинальной мощности СЭП).

Примечание - При монтаже СЭП полное сопротивление электрической сети практически определяют по значению мощности короткого замыкания SK в точке присоединения

101

ГОСТ P 51524—2012

3.3.6    порт электропитания (power рол): Порт, который соединяет СЭП с источником электропитания, обеспечивающим также питание другого оборудования.

3.3.7    основной порт электропитания (main power рол): Порт электропитания, через который обеспечивается питание СЭП той электрической энергией, которая после электрического силового преобразования преобразуется двигателем в механическую энергию.

3.3.8    вспомогательный порт электропитания (auxiliary power рол): Порт электропитания, через который обеспечивается питание исключительно вспомогательных устройств СЭП. включая вынесенные цепи в месте эксплуатации (при их наличии).

3.3.9    моханическая связь (mechanical link): Механическое соединение между валом двигателя СЭП и оборудованием, приводимым в движение.

3.3.10    сигнальный интерфейс (signal interface): Соединение ввода/вывода линии, подключающей основной модуль привода или полный модуль привода (ОМП/ПМП) к другой части СЭП (см. рисунок 2).

Порт корпуса    Порт    измерения

Рисунок 2 — Внутренние интерфейсы СЭП и примеры портов

3.3.11    интерфейс электропитания (power interface): Соединения, необходимые для распределения электрической энергии внутри СЭП (см. рисунок 3 и пояснение в приложении Е.1).

Примечание — Интерфейсы питания СЭП могу г иметь различные формы и расширения.

-внутри ПМГЪ'ОМП.

Интерфейс электропитания может быть подключен для подачи электрической энергии от одной части ПМП/ОМП к другой. Один интерфейс электропитания может быть общим для разных СЭП. Для примера см. рисунки 3 и 4.

На рисунке 3 представлен интерфейс электропитания, который подает электроэнергию от входного преобразователя. где энергия переменного тока преобразовывается в другую форму (здесь — в энергию постоянного тока), к выходному инвертору, где энергия преобразовывается из промежуточной формы (здесь — постоянный ток) в другую форму (здесь — в переменный ток), после которого энергия может быть непосредственно подана к электродвигателям переменного тока.

На рисунке 4 представлен интерфейс электропитания, который подает энергию от вторичной обмотки трансформатора (который является частью ПМП) к отдельным ОМП:

-    внутри СЭП.

Необходимо отметить, что соединение между инвертором и двигателем или двигателями также представляет собой интерфейс электропитания. Это последний интерфейс электропитания перед преобразованием в механическую энертю.

3.3.12    точка общего присоединения; ТОП [point of common coupling (PCC)]; точка внутрипроизводственного присоединения; ТВП [in-plant point of coupling (IPC)]; точка присоединения [point of coupling (PC)].

Примечание

Краткие пояснения:

-    ТОП — точка общего присоединения в общественных распределительных электрических сетях;

7

-    ТВП — точка общего присоединения в сети промышленного предприятия:

-    точка присоединения — термин, применимый в каждом из указанных выше случаев (см. определения, приведенные в [ 2 ]. ГОСТ Р 51317.Z4).

Порт электропитания

Интерфейсы электропитания

// I \ \

СЭП с несколькими двигателями

ДМП4

:

ч

Рисунок 3 — Интерфейсы электропитания СЭП с общей шиной постоянного тока

8

Рисунок 4 — Интерфейсы электропитания с общим входным трансформа тором

ГОСТ P 51524—2012

3.4    Компоненты СЭП

3.4.1    преобразователь [полного модуля привода (ПМП)] [converter (of the В DM)]: Блок, который преобразует форму электрической энергии, подаваемой из сети к форме, необходимой для обеспечения питания двигателя (двигателей) путем изменения одной или большего числа величин: напряжение, сила тока, частота.

Примечания

1    Преобразователь включает в себя электронные коммутирующие устройства и связанные с ними вспомогательные цепи коммутации. Он управляется транзисторами или тиристорами или любыми иными переключающими полупроводниковыми приборами.

2    Преобразователь гложет быть линейным, ведомым сетью или автономным преобразователем и может состоять, например, из одного или большего числа выпрямителей или инверторов.

3.4.2    (электрический) двигатель [(electric) motor]: Электрическая машина, которая преобразует электрическую энергию в механическую (см. [3] (151-01-53)).

Примечание — В контексте требований настоящего стандарта двигатель включает в себя все сенсоры, установленные на нем. выполняющие функции по поддержанию рабочего режима и взаимодействия с ПМП.

3.4.3    субкомпоненты СЭП [sub-component (of the PDS)]: В контексте требований настоящего стандарта составные части СЭП могут быть подразделены на субкомпоненты, каждый из которых представляет собой конструктивную часть оборудования, способную функционировать автономно при выполнении функции. определенной изготовителем.

Примечание — Примером субкомпонента является блок управления ПМП.

3.5    Термины, относящиеся к электромагнитным явлениям

3.5.1 отклонение напряжения (voltage deviation): Разность, выражаемая, как правило, в процентном отношении, между напряжением в данный момент времени в данной точке системы и опорным напряжением. таким как номинальное напряжение, среднее значение действующего напряжения, заявленное напряжение электропитания (см. [4]. статья 604-01 -17)).

3.5.2

измононие напряжения (voltage change): Изменение среднеквадратического или пикового значения напряжения между двумя последовательными уровнями, удерживающимися в течение определенных, но нерегламентированных интервалов времени.

Примечание — Для конкретных применений должен быть установлен выбор среднеквадратического или пикового значения напряжения.

(ГОСТ Р 50397-2011. статья 161-08-01]

3.5.3

колебание напряжения (voltage fluctuation): Серия изменений напряжения или продолжительное изменение среднеквадратического или пикового значения напряжения.

Примечание — Для конкретных применений должен быть установлен выбор среднеквэдратичес-кого или пикового значения напряжения.

(ГОСТ Р 50397-2011. статья 161-08-05)

3.5.4

провал напряжения (voltage dip): Внезапное снижение напряжения в точке электрической системы за которым следует восстановление напряжения после короткого интервала от нескольких циклов до нескольких секунд.

[ГОСТ Р 50397-2011. статья 161-08-10)

9

4 Общие требования

4.1    Общие условия

Все электромагнитные явления должны рассматриваться по отдельности с точки зрения электромагнитной эмиссии или помехоустойчивости. Нормы установлены для условий, которые не принимают во внимание кумулятивные эффекты различных электромагнитных явлений.

Для реалистической оценки состояния ЭМС должна быть выбрана типичная конфигурация СЭП.

Применение испытаний для оценки помехоустойчивости конкретной СЭП зависит от ее конфигурации. портов, ее технологии и рабочих условий (см. приложения А. В. D. Е).

4.2    Испытания

4.2.1    Условия

Различие между типовыми, периодическими и специальными испытаниями установлено в [5] и [6]. Если не установлено иное, все испытания в соответствии с настоящим стандартом являются типовыми. Оборудование должно соответствовать требованиям ЭМС при испытаниях методами, установленными в настоящем стандарте.

Примечание — С учетом действующего национального законодательства, относящегося к радиопередачам. некоторые испытания на помехоустойчивость могут бьль проведены в условиях, ограничивающих выбор мест их проведения.

При необходимости должны быть предприняты меры защиты против любых непреднамеренных последствий общих процессов, которые могут явиться результатом нарушения функционирования оборудования при проведении испытаний в области ЭМС.

При проведении испытаний ПМП подключают к двигателю, рекомендуемому изготовителем, с использованием кабеля и выполнением правил заземления, установленных изготовителем. В качестве альтернативного варианта допускается (с согласия изготовителя) применение пассивной нагрузки (резистивной или резистивно-индуктивной) (например, при оценке низкочастотной электромагнитной эмиссии).

Примечание — При измерении высокочастотных электромагнитных помех применение пассивной нагрузки может стать невозможным из-за необходимости имитировать симметричные и общие несимметричные емкости и виды связи.

Описания испытаний, методов испытаний, характеристик испытаний и испытательных установок приведены в стандартах, указанных в разделе 2 настоящего стандарта, и не повторяются здесь. Однако требуемые для практического применения настоящего стандарта дополнительные требования и информация или специфические методы испытаний приведены в настоящем стандарте.

4.2.2    Протокол испытаний

Результаты испытаний должны быть зарегистрированы в протоколе испытаний. Протокол испытаний должен ясно и однозначно представлять всю необходимую информацию об испытаниях (например, режим нагрузки, прокладка кабеля и т. д.). Техническое описание и определение установленных норм для принятых критериев приемки должны обеспечиваться производителем и отмечаться в протоколе испытаний.

В протоколе испытаний должна быть приведена утвержденная программа испытаний. Число присоединяемых к СЭП выходных устройств должно быть выбрано так. чтобы смоделировать реальные условия эксплуатации и гарантировать, что при проведении испытаний учтены все возможные виды оконечных устройств. Испытания должны проводиться при номинальном питающем напряжении и при необходимости воспроизводиться.

4.3 Документация для пользователя

Выбор норм и структуры настоящего стандарта основывается на понимании ответственности наладчика и пользователя СЭП за соблюдение рекомендаций изготовителя, относящихся к обеспечению ЭМС.

Изготовитель должен передать наладчику ОМП. ПМП или пользователю СЭП документацию, необходимую для правильной установки ОМП. ПМП или СЭП в составе типичной системы или процесса в

ГОСТ Р 51524-2012

обстановке по предназначению. Документация должна включать в себя все предупреждения, относящиеся к электромагнитной эмиссии в соответствии с 6.1 и таблицей 13. Документация должна также включать в себя предупреждения по 5.3.2. если помехоустойчивость ОМП. ПМП или СЭП не соответствует второй обстановке.

Примечания

1    Применительно к электромагнитной эмиссии. СЭП (или ОМП. или ПМП) с пониженным уровнем электромагнитной эмиссии. категорий С1 и С2 всегда могут применяться вместо оборудования с повышенным уровнем эмиссии, таким как оборудование, соответствующее категории СЗ.

2    Категории оборудования в части электромагнитной эмиссии устанавливают независимо от категорий в части помехоустойчивости. Например, заявление, что СЭП имеет категорию С1 по электромагнитной эмиссии, не должно означать, что помехоустойчивость СЭП соответствует именно первой электромагнитной обстановке (сы. 3.2.1. 3.2.3).

Если для выполнения установленных норм необходимы специальные меры обеспечения ЭМС. эти меры должны быть четко установлены в документации пользователя. С учетом условий применения эти меры могут включать в себя:

* значение минимального и максимального допустимого полного сопротивления сети электропитания!

-    использование экранированных и специальных кабелей (силовых и/или управления);

-    требования к соединению экранов кабелей;

-    значение максимальной допустимой длины кабелей;

-    разделение кабелей;

-    использование внешних устройств, таких, например, как фильтры;

-    правильное присоединение к функциональному заземлению.

Если в различной обстановке необходимо применять различные устройства или соединения, это должно быть установлено.

Перечень вспомогательного оборудования (например, дополнений или расширений), которое может быть добавлено к СЭП для обеспечения соответствия требованиям помехоустойчивости и/или электромагнитной эмиссии, должен быть доступен. Перечень может также отражаться в некоторых разделах протокола испытаний, с тем чтобы уточнить заключительные рекомендуемые мероприятия.

5 Требования помехоустойчивости

5.1    Общие условия

5.1.1    Критерии приомки (критерии качества функционирования)

Качество функционирования системы связано с функциями, выполняемыми ОМП или ПМП. или СЭП в целом, установленными изготовителем.

Качество функционирования субкомпонента связано с функциями, выполняемыми субкомпонентами ОМП или ПМП. или СЭВ. установленными изготовителем. Для демонстрации помехоустойчивости качество функционирования субкомпонента при воздействии помех может быть проверено в качестве альтернативы испытаниям по проверке качества функционирования системы (см. 5.1.2).

Хотя в соответствии с требованиями настоящего стандарта испытания субкомпонентов (компонентов ПМП/ОМП) допустимы, такие испытания не предназначены для отдельной оценки соответствия субкомпонентов.

Критерии приемки применяются для проверки качества функционирования СЭП при воздействии внешних электромагнитных помех.

С точки зрения ЭМС любая установка в соответствии с рисунком 1 должна функционировать должным образом. Так как СЭП является частью функционального ряда более сложных технологических процессов, влияние на эти процессы изменений качества функционирования СЭП трудно предсказать. Вместе с тем основные аспекты работы больших систем следует отражать в плане ЭМС (см. приложение Е).

Главными функциями СЭП являются превращение электрической энергии в механическую и обработка информации, необходимой для этого.

Для СЭП и для ее субкомпонентов применяют критерии приемкиЛсачества функционирования А. В и С при воздействии помехи конкретного вида, указанные в таблице 1. Критерии приемки применительно к каждому электромагнитному явлению установлены в 5.2 и 5.3.

и

Таблица 1— Критерии приемки СЭП в отношении воздействия электромагнитных помех

вид характеристики

Критерий приемки,'критерии качества функционирования'1

(8ЧвСТВ«1

функционирования

А

В

С

Общие характеристики качества функционирования системы

Отсутствуют заметные изменения рабочих характера.

Функционирование в соответствии с назначением в пределах установленных допусков

Заметные изменения (видимые или слышимые) рабочих характеристик.

Самовосстановление нормального функционирования

Выключение оборудования. изменения рабочих характеристик.

Срабатывания защитных устройств2*.

Отсутствует самовосстановление нормального функционирования

Специальные характеристики качества функционирования системы. Крутящий момент

Изменения крутящего момента в пределах установленных допусков

Временное изменение крутяшего момента вне пределов установленных допусков.

Самовосстановление нормального функционирования

Исчезновение крутящего момента.

Отсутствует самовосстановление нормального функционирования

Характеристики качества функционирования субкомпонента.

Функционирование силовой электроники и цепей подключения двигателя

Отсутствуют нарушения функционирования силовых полупроводниковых элементов

Временный сбой, который не приводит к непредвиденному отключению СЭП

Отключение, вызванное срабатыванием защитных устройств 2).

Отсутствуют потери хранимых программ, программ пользователя и установок.

Отсутствует самовосстановление нормального функционирования

Характеристики качества функционирования субкомпонента.

Функционирование устройства сбора и обработки информации

Передача данных и обмен информацией с внешними устройствами не нарушены

Временные нарушения обмена данными. Отсутствие ошибок в показаниях внутренних и внешних устройств, которые могли бы вызвать остановку СЭП

Ошибки при передаче данных, потеря данных и информации.

Отсутствуют потери хранимых программ, программ пользователя и установок.

Отсутствует самовосстановление нормального функционирования

Характеристики качества функционирования субкомпонента.

Функционирование дисплеев и панелей управления

Отсутствие видимых изменений информации на дисплее, допускаются незначительные колебания яркости свечения светодиодов или небольшое дрожание символов

Видимые временные изменения информации, нежелательное свечение светодиодов

Отключение дисплеев, постоянная потеря информации или недопустимый режим работы, очевидные ошибки отображения информации.

Отсутствуют потери хранимых программ, программ пользователя и установок

'1 Критерии приемки А, В и С. Фальш-старты не допускаются. Фальш-стартом является непреднамеренное изменение логического состояния «ОСТАНОВЛЕН», которое может вызвать работу двигателя.

21 Критерий приемки С. Функция может быть восстановлена оператором (ручной перезапуск). Для линейных коммутируемых преобразователей, работающих в режиме инвертора, допускается срабатывание предохранителей.

ГОСТ P 51524—2012

5.1.2 Выбор вида критерия качества функционирования

5.1.2.1    Общие или специальные характеристики качества функционирования системы

Критерии приемки/критерии качества функционирования, соответствующие общим характеристикам качества функционирования системы (см. соответствующую графу таблицы 1), должны быть определены с учетом особенностей применения и конфигурации СЭП. Ответственность за определение указанных критериев приемки несет изготовитель СЭП.

К специальным характеристикам качества функционирования системы относят крутящий момент. Испытания по проверке крутящего момента проводят только в том случае, если это точно установлено в технической документации на оборудование. В этом случае испытания по проверке крутящего момента могут быть проведены как прямые, так и косвенные. При прямых испытаниях измеряют возмущения крутящего момента с использованием измерителя момента, защищенного в отношении ЭМС.

Качество функционирования в части крутящего момента может быть определено с учетом способности системы поддерживать постоянство потребляемого тока или скорости в пределах установленных допусков при воздействии электромагнитных помех (см. также 5.1.3). Поэтому испытания с измерением тока могут быть использованы в качестве косвенных испытаний по проверке крутящего момента. Для целей оценки соответствия требованиям ЭМС. если не согласовано применение иных методов, считают, что выходной ток силового преобразователя с достаточной точностью представляет крутящий момент. В качестве альтернативы при проведении косвенных испытаний допускается использовать измерение скорости при условии, что установлена полная инерция системы.

5.1.2.2    Качество функционирования субкомпонентов

Испытания субкомпонентов с целью проверки качества функционирования субкомпонентов проводят в тех случаях, если СЭП не может быть введена в действие и испытана на измерительной площадке вследствие ограничений, связанных с конструктивными размерами СЭП. потребляемым током, номинальными параметрами электроснабжения или условиями нагрузки.

В любом случае испытательная установка должна быть защищенной от воздействия помех на СЭП или на испытуемый субкомпонент при наивысшей степени жесткости испытаний. Испытания по проверке функций сбора и обработхи информации, включая функции, выполняемые вспомогательным оборудованием (при их наличии), проводят только в случаях, если СЭП имеет соответствующие порты и интерфейсы.

Испытания с целью проверки качества функционирования субкомпонентов, проводимые в соответствии с таблицей 1 (при наличии соответствующих функций), считают достаточными для определения соответствия требованиям настоящего стандарта.

5.1.3 Условия проведения испытаний

Нагрузка при испытаниях должна быть в пределах, установленных изготовителем. Действительное значение нагрузки должно быть отражено в протоколе испытаний.

Испытание с целью проверки характеристик крутящего момента, а также функций систем сбора и обработки информации требует применения специального испытательного оборудования с необходимой устойчивостью к паразитным связям и воздействию испытательных помех. Такое испытательное оборудование может использоваться, только если помехоустойчивость испытательной установки подтверждена опорными измерениями. Оценка нарушений крутящего момента может быть выполнена датчиком крутящего момента или измерением или вычислением тока, или другими косвенными методами. Для этого на месте испытаний необходимо иметь адаптированную помехоустойчивую нагрузку.

При испытаниях с целью проверки функций систем сбора и обработки информации необходимо иметь соответствующее оборудование для моделирования передачи или оценки данных. Оборудование должно иметь достаточную помехоустойчивость для нормальной работоспособности в период испытаний.

Поскольку двигатель проверяется изготовителем в соответствии с требованиями действующих стандартов. электрические двигатели СЭП. за исключением датчиков, не нуждаются в дополнительных испытаниях на помехоустойчивость. Поэтому, когда двигатель присоединен к ОМП/ПМП в период испытаний, испытания на помехоустойчивость самого двигателя не требуются.

Там. где порты существуют, они должны быть испытаны, включая имеющиеся дополнительные приспособления. Испытания должны быть однозначно определенными и воспроизводимыми от порта к порту.

В случае если несколько датчиков, портов управления или сигнальных интерфейсов имеют одинаковую конфигурацию (расположение), достаточно провести испытание только одного датчика, порта или интерфейса такого типа.

Минимальные требования, испытания и критерии приемки, соответствующие 5.1.1. установлены в

5.2 и 5.3.

13

5.2 Основные требования помехоустойчивости. Низкочастотные

электромагнитные помохи

5.2.1    Общие принципы

Установленные в настоящем пункте требования применяют при обеспечении устойчивости СЭП к низкочастотным электромагнитным помехам. Изготовитель должен продемонстрировать соответствие требованиям помехоустойчивости с использованием испытаний, расчетов или имитации. Если не установлено иное, достаточно подтвердить, что силовая цепь будет соответствовать установленным критериям приемки и что номинальные значения, установленные для входных цепей (фильтров и т.д.), не превышены.

Примечание — Число видов электромагнитных помех не должно соответствовать установленному в общих стандартах ЭМС, но вместе с тем является важным при конструировании силовой цели СЭП. Провести испытания применительно ко всем видам электромагнитных помех трудно, особенно при потребляемом токе свыше 16 А и входном напряжении свыше 400 В. Однако многолетний опыт показывает, что при правильном функционировании силовой цепи устройства управления и вспомогательное оборудование, как правило, являются устойчивыми к электромагнитным помехам. Это обусловлено естественными развязками, имеющимися в СЭП. Примерами таких развязок являются те. которые обеспечиваются системой электроснабжения и постоянными времени вспомогательных процессов, таких как вентиляция.

В эксплуатационных документах на СЭП должно быть указано о соответствии требованиям настоящего стандарта. Если соответствие демонстрируется проведением испытаний, должны учитываться национальные стандарты Российской Федерации, устанавливающие требования устойчивости к электромагнитным помехам и методы испытаний (см. В.7 приложения В).

Примечание — Условия эксплуатации, связанные с сетевым и вспомогательным электроснабжением {при наличии), уже включены в условия эксплуатации СЭП в соответствии с требованиями [6] или (7] или [8]. Условия эксплуатации, связанные с сетевым и вспомогательным электроснабжением, включают в себя изменения частоты, скорость изменения частоты, изменения напряжения, колебания напряжения, несимметрию напряжений. гармоники и коммутационные вырезы.

5.2.2    Гармоники и коммутационные вырезы/искажения напряжения

5.2.2.1 Низковольтные СЭП. Искажения напряжения

СЭП.ОМПилиПМП должны выдерживать испытания с уровнями помехоустойчивости, установленными в таблицах 23.24 и 25. Следует проверить, чтобы эти уровни не превышали номинальных характеристик входных цепей (фильтров и т. д.). Анализ коммутационных вырезов должен быть проведен во временной области. Допускается проверка помехоустойчивости изготовителем путем расчетов, имитации или испытаний, как указано в 5.2.1. Если выбран метод проверки путем испытаний, они должны быть проведены с применением СЭП с подключенным двигателем. Для оборудования с номинальным потребляемым током менее 16 А на фазу применяют методы, установленные в ГОСТР 51317.4.13.

Примечание — Расчет вклада коммутационных вырезов в полный коэффициент гармонических искажений с применением анализа в частотной области не выявляет некоторые виды вредных эффектов (см. В.1 приложения В).

Таблица 23 — Минимальные требования помехоустойчивости для коэффициента полных гармонических искажений на портах электропитания низковольтных СЭП

Электромагнитное

явление

Первая обстановка

Вторая обстановка

Критерий приемки/ критерий качества функционирования

Ссылочный

документ

Испытательный

уровень

Ссылочный

документ

Испытательный

уровень

Гармоники — суммарный коэффициент гармонических составляющих (THD)

(71

8%

12]. ГОСТР 51317.2.4. класс 3

12%

А

ГОСТ Р 51524-2012

Таблица 24 — Минимальные требования помехоустойчивости для индивидуальных гармоник на портах электропитания низковольтных СЭП

Электромагнитное

Первая обстановка

вторая обстановка

Критерий приемки/

явление.

Порядок

гармоники

Ссылочный

документ

Испытательный

уровень'1

Ссылочный

документ

Испытательный

уровень21

критерий качества функционирования

2

ГОСТР

3%

ГОСТР

5%

3

51317.4.13. класс 2

8%

51317.4.13. класс 3

9%

4

1.5%

2%

5

9%

12%

Четные

гармоники

6S/TS50

Требования не устанавливают

1.5%

7

7.5%

10%

9

2.5%

4%

11

5%

7%

13

4.5%

7%

15

Требования не устанавливают

3%

17

3%

6%

19

2%

6%

А

21

Требования не устанавливают

2%

23

2%

6%

25

2%

6%

27

Требования не устанавливают

2%

29

1.5%

5%

31

1.5%

3%

33

Требования не устанавливают

2%

35

4.5%

3%

37

1.5%

3%

39

Требования не устанавливают

2%

'' Испытательные уровни для индивидуальных гармоник соответствуют уровням по ГОСТР 51317.4.13. класс 2. что приблизительно в 1.5 раза превышает уровни электромагнитной совместимости по [2]. ГОСТ Р 51317.2.4.

21 Испытательные уровни для индивидуальных гармоник соответствуют уровням по ГОСТ Р 51317.4.13. класс 3. что приблизительно в 1,5 раза превышает уровни электромагнитной совместимости по [2J. ГОСТ Р 51317.2.4.

15

Таблица 25 — Минимальные требования помехоустойчивости для коммутационных вырезов на портах электропитания низковольтных СЭП

Электромагнитное

явление

Первая обстановка

вторая обстановка

Критерий приемки!1 критерий качества функционирования

Ссылочный

документ

Испытательный

уровень

Ссылочный

документ

Испытательный

уровень

Коммутационные

вырезы

Отсутствует

Не устанавливают

[5]. класс В

Глубина 40 %, общая площадь 250 %. градус

А

5.2.2.2 СЭП номинальным напряжением свыше 1000 В. Искажения напряжения

Основной порт электропитания

СЭП или ОМПУПМП должны выдерживать испытания с уровнями помехоустойчивости, установленными в таблице 3. При этом необходимо убедиться, что указанные уровни не приводят к превышению номинальных параметров входных цепей (фильтров и т. д.). Анализ коммутационных вырезов проводят во временной области. Изготовитель может проверить помехоустойчивость расчетами, имитацией или испытаниями в соответствии с 5.2.1.

Примечание — Расчет вклада коммутационных вырезов в полный коэффициент гармонических искажений с применением анализа в частотной области не выявляет некоторые виды вредных эффектов (см. В.1 приложения В).

Таблица 3 — Минимальные требования помехоустойчивости для гармоник и коммутационных выре-зов/искажений напряжения на основных портах электропитания СЭП с номинальным напряжением свыше 1000 В

Электромагнитное

явление

Ссылочный

документ

Испытательный

уровень

Критерии приемки/ критерий качества функционирования

Гармоники (включая THD и гармоники отдельных порядков)

[2]. ГОСТ Р 51317.2.4. класс 3

Уровень электромагнитной совместимости

А"

Кратковременные гармоники (< 15 с)

[2]. ГОСТ Р 51317.2.4. класс 2

В 1.5 раза больше постоянного уровня электромагнитной совместимости

А'»

Установившиеся интергармоники

[2). ГОСТ Р 51317.2.4. класс 2

Уровень электромагнитной совместимости

А

Кратковременные интергармоники (< 15 с)

[2]. ГОСТ Р 51317.2.4. класс 2

В 1.5 раза больше постоянного уровня электромагнитной совместимости

В"

Коммутационные вырезы

I5J

Глубина 40 % UiWU (класс В) Площадь" 125 %. градус (класс С)

А"

" Класс С по [5] применяют к первичной обмотке трансформатора.

Вспомогательный порт электропитания

Вспомогательные порты электропитания СЭП должны выдерживать при испытаниях на помехоустойчивость испытательные уровни для второй электромагнитной обстановки, установленные в таблицах 23.24 и 25 и соответствовать критериям, указанным в этих таблицах.

При этом необходимо убедиться, что указанные уровни не приводят к превышению номинальных параметров входных цепей (фильтров и т. д.). Анализ коммутационных вырезов проводят во временной области. Изготовитель может проверить помехоустойчивость расчетами, имитацией или испытаниями в соответствии с 5.2.1.

ГОСТ Р 51524-2012

Примечание — Расчет вклада коммутационных вырезов в полный коэффициент гармонических искажений с применением анализа в частотной области не выявляет некоторые виды вредных эффектов (см. В. 1 приложения В.1).

5.2.3 Отклонения напряжения, провалы и кратковременные прорывания

5.2.3.1 Низковольтные СЭП (отклонения напряжения)

СЭП или ОМП/ПМП должны выдерживать испытания с уровнями помехоустойчивости, установленными в таблице 5. Изготовитель может проверить помехоустойчивость расчетами, имитацией или испытаниями в соответствии с 5.2.1.

Таблица 5 — Минимальные требования помехоустойчивости для отклонений напряжения, провалов и кратковременных прерываний напряжения на портах электропитания низковольтных СЭП

Электромаг-

митное

явление

Первая обстановка

Вторая обстановка

Критерий приемки/ Крите рий качества функционирования

Ссылочный

документ

Испытательный

уровень

Ссылочный

документ

Испытательный

уровень

Отклонения

[9]. [Ю]

± 10 %»>

[2]. ГОСТР

± 10%*»

А21

напряжения

51317.2.4,

(2 60 с)

класс В

Провалы

ГОСТР

Остаточ-

Периоды

ГОСТР

Остаточ-

Периоды

напряже-

51317.4.11.

ное

51317.4.11.

ное

ния51

класс 2. или

напря-

класс 3. или

напря-

ГОСТР

жение

ГОСТР

жение

51317.4.34.

0%.

1;

51317.4.34.

0%,

класс 2е/

70 %.

25/3031

класс 361

40%.

10/123>,

70%.

25/304

С*>

80%

25/303*

Кратко-

Остаточ-

Периоды

Остаточ-

Периоды

временные

ное

ное

прерывания

напря-

напря-

напряжения

жение

жение

0%

250/300Т|

0%

250/3007'

’> Отклонение напряжения представляет собой изменение номинального напряжения электропитания. Испытания трехфазных СЭП на устойчивость к отклонениям напряжения требуют проводить увеличение или уменьшение напряжения одновременно в трех фазах.

2» Если напряжение ниже номинального, максимальные номинальные значения выходной мощности — скорости и/или момента — могут быть уменьшены, т. к. они зависят от напряжения.

3> «25^30 периодов» означает «25 периодов при частоте 50 Гц. 30 периодов при частоте 60 Гц».

4> Для преобразователей с линейной коммутацией, работающих в режиме инвертора, допускают срабатывание предохранителей.

5> Для портов электропитания с номинальным током 2 75 А допускается применение метода испытаний на устойчивость к провалам напряжения в соответствии с 7.5 ГОСТ Р 54418.

6)    ГОСТ Р 51317.4.11 применяют для оборудования с номинальным током, не превышающим 16 А , ГОСТ Р 51317.4.34 — для оборудования с номинальным током, превышающим 16 А.

7)    «250/300 периодов» означает «250 периодов при частоте 50 Гц. 300 периодов при частоте 60 Гц».

Примечания

1    Следует учитывать, что СЭП применяют для преобразования энергии, а провалы напряжения представляют собой потери имеющейся энергии. Поэтому для обеспечения безопасности может быть необходимым расцеплять двигатель СЭП даже при воздействии провалов напряжения амплитудой 30 % или 50 %. длительностью 0,3 с.

2    Снижение входного напряжения продолжительностью даже несколько миллисекунд может привести к перегоранию плавких вставок предохранителей у ведомых сетью тиристорных преобразователей, работающих в режиме рекуперации.

3    Влияние провалов напряжения (снижения энергии) на технологический процесс трудно определить без подробного знания этого процесса. Этот результат определяется конструкцией системы и ее номинальными характеристиками и может быть, в общем, наибольшим, если потребление мощности в СЭП (включая потери) превышает имеющуюся мощность.

17

Там. где это возможно и не представляет опасности, функционирование СЭП при кратковременных провалах напряжения может быть проверено путем включения и выключения сетевого электропитания при стандартных рабочих условиях (см. В.6.1).

Изготовитель должен установить в эксплуатационных документах ухудшение качества функционирования СЭП при воздействии провалов и кратковременных прерываний напряжения.

Примечание — Улучшение путем использования агрегатов бесперебойного питания, генераторов горячего резерва. АВР могут привести к значительному увеличению размера и стоимости СЭП и могут снизить КПД установки или коэффициент мощности в сети. Использование такой операции, как автоматический рестарт, может приводить к снижению безопасности и не относится к области применения настоящего стандарта.

5.2.3.2 СЭП номинальным напряжением свыше 1000 В (отклонения напряжения)

Основной порт электропитания

Основной порт электропитания СЭП должен выдерживать при испытаниях на помехоустойчивость испытательные уровни, установленные в таблице 6. Изготовитель может проверить помехоустойчивость расчетами, имитацией или испытаниями в соответствии с 5.2.1.

Таблица 6 — Минимальные требования помехоустойчивости для отклонений напряжения, провалов и кратковременных прерываний напряжения на основных портах электропитания СЭП с номинальным напряжением свыше 1000 В

Электромагнитное

явление

Ссылочный

документ

Испытательный

уровень

Критерий приемки/ критерий качества функционирования

Отклонения напряжения (> 1 мин)

[2). ГОСТ Р 51317.2.4. класс 3

± 10 %’»

А»

Отклонения напряжения (£ 1 мин)

[2]. ГОСТ Р 51317.2.4. класс 3

± 10%.-15%’>

А’>

Провалы

напряжения

ГОСТ Р 51317.4.34, класс 22)

Остаточное

напряжение

0%

40%

70%

80%

Периоды

1

10/1231

25/3041

250/3005'

с<>

Кратковременные прерывания напряжения

ГОСТ Р 51317.4.34, класс 22)

Остаточное

напряжение

0%

Периоды

250/3005'

С6>

у’ Отклонение напряжения представляет собой изменение номинального напряжения электропитания. Испытания трехфазных СЭП на устойчивость к отклонениям напряжения требуют проводить увеличение или уменьшение напряжения одновременно в грех фазах.

При отклонении напряжения любой шаг изменения напряжения не должен превышать 12 % номинального напряжения, и интервалы времени между шагами должны быть не менее 2 с.

Если напряжение ниже номинального, максимальные номинальные значения выходной мощности — скорости и>'или момента — могут быть уменьшены, т. к. они зависят от напряжения.

2> Типичные значения глубины и длительности провалов напряжения приведены в [11).

3> «10/12 периодов» означает «10 периодов при частоте 50 Гц. 12 периодов при частоте 60 Гц».

'*>«25'30 периодов» означает «25 периодов при частоте 50 Гц. 30 периодов при частоте 60 Гц».

5)    «250/300 периодов» означает «250 периодов при частоте 50 Гц. 300 периодов при частоте 60 Гц».

6)    Для преобразователей с линейной коммутацией, работающих в режиме инвертора, допускают срабатывание предохранителей.

Изготовитель должен установить в эксплуатационных документах ухудшение качества функционирования СЭП при воздействии провалов и кратковременных прерываний напряжения.

Вспомогательный порт электропитания

Вспомогательные порты электропитания СЭП должны выдерживать при испытаниях на помехоустойчивость испытательные уровни, установленные в таблице 7. Изготовитель может проверить помехоустойчивость расчетами, имитацией или испытаниями, в соответствии с 5.2.1.

ГОСТ P 51524—2012

Таблица 7 — Минимальные требования помехоустойчивости для отклонений напряжения, провалов и кратковременных прерываний напряжения на вспомогательных низковольтных портах электропитания СЭП

Электромагнитное

явление

Ссылочный

документ

уровень

Критерии приемки/ критерий качества функционирования

Отклонения напряжения ( > 1 мин)

[2]. ГОСТ Р 51317.2.4. класс 3

±10%

А

Отклонения напряжения (£ 1 мин)

[2]. ГОСТ Р 51317.2.4. класс 3

± 10 %/-15 %

А

Провалы

напряжения

ГОСТ Р 51317.4.11 или ГОСТ Р 51317.4.34 2>

Остаточное

напряжение

0%

40%

70%

80%

Периоды

1

10/120

25/303'

250/3004'

С

Кратковременные прерывания напряжения

ГОСТ Р 51317.4.11 или ГОСТ Р 51317.4.34 2>

Остаточное

напряжение

0%

Периоды

250/3004'

С

«х/у периодов» означает *х периодов при частоте 50 Гц. у периодов при частоте 60 Гц».

2> ГОСТ Р 51317.4.11 применяют для оборудования с номинальным током, не превышающим 16 А. ГОСТ Р 51317.4.34 — для оборудования с номинальным током, превышающим 16 А.

3> «25/30 периодов» означает «25 периодов при частоте 50 Гц. 30 периодов при частоте 60 Гц».

4> «250/300 периодов» означает «250 периодов при частоте 50 Гц. 300 периодов при частоте 60 Гц*.

5.2.4 Несимметрия напряжений и отклонения частоты

5.2.4.1 Низковольтные СЭП

Определения и пояснения, относящиеся коценке несимметрии напряжений, приведены в В.5.2 приложения В.

СЭП или ОМП/ПМП должны соответствовать требованиям помехоустойчивости при испытательных уровнях, установленных в таблице 8.

Изготовитель может проверить помехоустойчивость расчетами, имитацией или испытаниями в соответствии с 5.2.1.

При верификации должны быть созданы условия номинальной нагрузки.

Таблица 8 — Минимальные требования помехоустойчивости для несимметрии напряжений и отклонений частоты на портах электропитания низковольтных СЭП

Электромагнитное

явление

Первая обстановка

вторая обстановка

Критерий приемки/ критерий качества функционирования

документ

Испытательный

уровень

Ссылочный

документ

Испытательный

уровень

Несимметрия

напряжений’1

[9]. 1Ю]

2% (коэффициент обратной последовательности напряжений)

[2]. ГОСТР 51317.2.4. класс 3

3% (коэффициент обратной последовательности напряжений)

А

Отклонения

частоты

19]. [Ю]

±2%

[2]. ГОСТР 51317.2.4

±2%.

± 4 %.если электроснабжение отделено от общественных распределительных сетей

А

19

Окончание таблицы в

Первая обстановка

Вторая обстановка

Критерий приемки/

Электромагнитное

явление

Ссылочный

документ

Испытательный

уровень

Ссылочный

документ

Испытательный

уровень

критерий качества функционирования

Скорость

изменения

частоты

1 %/С

±1 %/С.

± 2 %/с. если электроснабжение отделено от общественных распределительных сетей

А

Не применяют для однофазных СЭП.

5.2.4.2 СЭП с номинальным напряжением свыше 1000 В

Основной порт электропитания

Определения и пояснения, относящиеся к оценке несимметрии напряжений, приведены в В.5.2 приложения В.

СЭП или ОМП / ПМП должны соответствовать требованиям помехоустойчивости при испытательных уровнях, установленных в таблице 9.

Изготовитель может проверить помехоустойчивость расчетами, имитацией или испытаниями в соответствии с 5.2.1.

При верификации должны быть созданы условия номинальной нагрузки.

Таблица 9 — Минимальные требования помехоустойчивости для несимметрии напряжений и отклонений частоты на основных портах электропитания СЭП с номинальным напряжением свыше 1000 В

Электромагнитное

явление

Ссылочный

документ

Испытательный

уровень

Критерий приемки/ критерий качества функционирования

Несимметрия

напряжений

[2]. ГОСТ Р 51317.2.4. класс 2

2 % (коэффициент обратной последовательности напряжений)

А

Отклонения частоты

[2]. ГОСТ Р 51317.2.4

±2%.

± 4 %. если электроснабжение отделено от общественных распределительных сетей

А

Скорость изменения частоты

±1%/с,

± 2 %/с. если электроснабжение отделено от общественных распределительных сетей

А

Вспомогательный порт электропитания

Определения и пояснения, относящиеся к оценке несимметрии напряжений, приведены в В.5.2 приложения В.

Вспомогательные порты электропитания СЭП должны выдерживать при испытаниях на помехоустойчивость испытательные уровни, установленные в таблице 10.

Изготовитель может проверить помехоустойчивость расчетами, имитацией или испытаниями.

ГОСТ Р 51524-2012

Таблица 10 — Минимальные требования помехоустойчивости для несимметрии напряжений и отклонений частоты на вспомогательных портах электропитания низкого напряжения СЭЛ

Электромагнитное

явление

Ссылочный

документ

Испытательный

уровень

Критерии приемки/ критерий качества функционирования

Несимметрия

[2]. ГОСТ Р 51317.2-4.

3 % (коэффициент обратной

А

напряжений

класс 2

последовательности напряжений)

Отклонения частот

[2]. ГОСТ Р 51317.2.4

±2%.

± 4 %. если электроснабжение отделено от общественных распределительных сетей

А

5.2.5 Влияние системы электроснабжения. Магнитные поля

Испытания на помехоустойчивость в соответствии с ГОСТР 50648 не проводят (см. А.3.1 приложения А).

5.3 Основные требования помехоустойчивости. Высокочастотные

электромагнитные помехи

5.3.1    Условия

Минимальные требования помехоустойчивости при проведении испытаний с воздействием высокочастотных помех и критерии приемки установлены в приведенных ниже таблицах 11 и 12. Критерии приемки установлены в 5.1.1. Пояснения приведены в А.З приложения А.

5.3.2    Первая электромагнитная обстановка

Испытательные воздействия с уровнями в соответствии стаблицей 11 должны быть поданы на СЭП, предназначенные для применения в первой электромагнитной обстановке.

Если ПМП/ОМП сконструированы так, чтобы уровни помехоустойчивости соответствовали таблице 11, то в инструкции по эксплуатации на это оборудование должно быть письменное предупреждение о том. что оно не предназначено для использования в промышленных установках.

Таблица 11 — Минимальные требования помехоустойчивости для СЭП. предназначенных для применения в первой обстановке

Порт

Электромагнитное

явление

Основополагающий стандарт, устанавливающий метод испытаний

уровень

Критерий приемки; критерий качества функционирования

Корпуса

Электро

статические

разряды

ГОСТ Р 51317.4.2

4 кВ (контактный разряд) или 8 кВ (воздушный разряд), если подача контактного разряда невозможна

В

Радиочастотное электромагнитное поле, амплитудная модуляция

ГОСТ Р 51317.4.3. см. также 5.3.4 настоящего стандарта

80—1000 МГц.

ЗВ/м.

80 % AM (1 кГц)

А

Радиочастотное электромагнитное поле, амплитудная модуляция

ГОСТ Р 51317.4.3. см. также 5.3.4 настоящего стандарта

1.4—2.0 ГГц.

3 В/м.

80 % AM (1 кГц)

А

21

Окончание таблицы 11

Порт

Эг.сктр ома гии гное явление

Основополагающий стандарт, устанавливающий метод испытаний

Испытательный

уровень

Критерий приемки/ критерии качества функционирования

Корпуса

Радиочастотное электромагнитное поле, амплитудная модуляция

ГОСТ Р 51317.4.3. см. также 5.3.4 настоящего стандарта

2.0—2.7 ГГц.

1 В/м.

80 % AM (1 кГц)

А

Порты электропитания (за исключением вспомогательных портов электропитания ПОСТОЯННОГО тока напряжением менее 60 В)

Наносе кундные импульсные помехи

ГОСТ Р 51317.4.4

1 кВ/5 кГц"

В

Микросе кундные импульсные помехи большой энергии. 1/50 мкс, 8/20 мкс2'

ГОСТ Р 51317.4.5

1    кВ3>.

2    кВ41

В

Радиочастотные помехи, наведенные электромагнитным полем, общий несимметричный режим

ГОСТ Р 51317.4.6. см. также 5.3.4 настоящего стандарта

0.15—80 МГц.

ЗВ/м.

80 % AM (1 кГц)

А

Интерфейсы

электропитания

Наносекундные

импульсные

помехи51

ГОСТ Р 51317.4.4

1 кВ/5 кГц. емкостные клещи связи

В

Порты линий измерения и управления процессами и сигнальных интерфейсов.

Вспомогательные порты электропитания постоянного тока напряжением менее 60 В

Наносекундные

импульсные

помехи51

ГОСТ Р 51317.4.4

0.5 кВ/5 кГц. емкостные клещи связи

В

Радиочастотные помехи, наведенные электромагнитным полем, общий несимметричный режим51

ГОСТ Р 51317.4.6. см. также 5.3.4 настоящего стандарта

0,15—80 МГц.

ЗВ/м.

80 % AM (1 кГц)

А

” При воздействии на порты электропитания с номинальным током менее 100 А применяют непосредственный ввод помехи с использованием устройства связи и устройства разрядки. При воздействии на порты электропитания с номинальным током, равным или превышающим 100 А. применяют непосредственный ввод помехи или емкостные клещи связи без использования устройства разрядки. При использовании емкостных клещей связи испытательный уровень должен быть 2 кВ>5 кГц.

2> Требование устанавливают только для портов с потребляемым током менее 63 А в условиях облегченной нагрузки в соответствии с 5.1.3. Не допускается превышение номинального импульсного напряжения прочности основной изоляции (см. 112]).

3: Ввод помехи по схеме «линия — линия».

4 Ввод помехи по схеме «линия — земля».

51 Требование устанавливают только для портов и интерфейсов, общая длина подключаемых кабелей которых в соответствии с технической документацией изготовителя превышает 3 м.

ГОСТР 51524 —2012

анализ и оценку различных отношений тока короткого замыкания в различных возможных точках присоединения

Рисунок В.2-ТОП, ТВП, отношение тока установки и Rsi В.2.3.7 Отношение короткого замыкания Bsc представляет собой отношение мощности короткого замыкания в ТОП к номинальной кажущейся мощности оборудования (см. ГОСТ Р 51317.3.4 и ГОСТ Р 51317.3.12):

Rsc = Sscf $м = Isct    (В    .25)

Примечание - С учет ом примера, приведенного на рисунке В.З, эта величина может бьпь выражена как функция от соответствующих значений Rsi. На рисунке В.З

116

ГОСТР 51524 —2012

представлена часть оборудования (е), получающая питание от шины (ТВЩ) при токе короткого замыкания Isc в ТОП и номинальном потребляемом таке Iim.

Применение приведенных выше определений дает:

Ra-SmlSm-Rb/Ii*

-(Да/iSC) (IsctIu*) = (SsalSsc) (Дгс)    (В.26)

или Дга, = (Ssenses) Кяв

Это определение применимо при установлении условий присоединения части оборудования к низковольтной общественной распределительной сети с учетом требований ГОСТР51317.3.4 и ГОСТР51317.3.12.

Рисунок В.З-ТОП, ТВП, отношение тока установки и Rsc


117

ГОСТР 51524 —2012

Примечание - Другое определение Rsc для выпрямителей, учитывающее постоянный ток, приведено в разделе А2 [13].

В.2.3.8 СЭП, не создающие помех

На СЭП, соответствующие нормам ГОСТР 51317.3.2 или нормам ступени 1 ГОСТ Р 51317.3.4, может быть нанесена надпись «СЭП не искажает электромагнитную обстановку». Применение таких СЭП допускается без ограничений.

В.З Применение стандартов эмиссии гармоник

В.3.1 Общие положения

В результате теоретического изучения силовых преобразователей и их применения преобразователи были моделированы как источники гармонических токов. Некоторые новые преобразователи, относящиеся к источникам напряжения (использующие ускоренную коммутацию и управление с использованием ШИМ), лучше рассматривать как источники гармонических напряжений, хотя они подключаются к ТП (которая также является источником напряжения), полное сопротивление (реактивность) которой преобразует их в источники тока.

Однако эта общепринятая модель неприменима, если внутреннее гармоническое полное сопротивление преобразователя является низким в сравнении с полным сопротивлением электрической сети. В качестве примера рассматривают случай диодного выпрямителя, в котором на сторонах переменного и постоянного тока отсутствуют какие-либо развязывающие реакторы. Гармонические напряжение будут определяться компонентами с низшим гармоническим полным сопротивлением.

118

ГОСТР 51524 —2012 При установлении модели источника гармонических токов необходимы минимальные знания системы.

Модель источника гармонических токов часто пригодна для большинства преобразователей и для гармонических составляющих до 25-го порядка. Однако такую модель следует изменить для частот, расположенных выше частот гармонических составляющих 40-го порядка, где более удобной, как правило, является модель источника гармонических напряжений. В средней области гармонических составляющих порядка от 25 до 40 необходимы специальные меры опр ед еления при емлемой мо дели.

Для того чтобы определить порядок и амплитуду различных гармонических составляющих для различных видов преобразователей, были представлены различные модели. Обзор этих публикаций приведен в [ 13 ] (раздел А. 1)] и в [7 ] (приложение В)] или в [ б ] (приложениеВ)], в которые включена информация из [ 24 ].

В настоящем стандарте данный анализ не приводится.

СЭП часто является источником гармонических токов, которые вызывают гармонические напряжения. Гармонические напряжения должны сравниваться с уровнями электромагнитной совместимости, установленными в [9], [10] или [ 2 ], ГОСТ Р 51317.2.4. Необходимо таюке учитывать влияние рабочих и монтажных условий, как установлено в [13], где также представлены методы суммирования гармоник

Методы снижения уровней помех рассмотрены в приложении С, практические правила подключения СЭП - в В.4 настоящего приложения. С учетом

ГОСТР 51524 —2012

промышленной практики, относящейся к СЭП класса С4, оптимальные решения определяют исходя из технических и экономических точек зрения. Они включают в себя упрощенные методы снижения помех, например, использование определенных трансформаторов со сдвигом фаз, применимых к различным СЭП.

Применение фильтров в каждой СЭП по отдельности может привести к опасному риску возникновения множественных резонансных частот. Кроме того, так как гармонические полные сопротивления, а также существующие искажения напряжения, в основном, неизвестны и нестабильны, то, в частности, трудно определить номинальные характеристики фильтра. Поэтому следует применять общий подход к фильтрованию установки в целом. Такой подход см. в [ 25 ].

В 32 Общественные электрические сети

В 321 Общие условия

Для низковольтных СЭП с номинальным током свыше 16 А, но не более 75 А в одной фазе) в ГОСТ Р 51317.3.12 установлены ограничения гармонических токов, инжектируемых в общественные распределительные системы. Нормы, установленные в ГОСТ Р 51317.3.12, применимы прежде всего к электрическому и электронному оборудованию, предназначенному для подключения к общественным распределительным системам переменного тока. Если СЭП представляет собой оборудование, относящееся к области применения по ГОСТ Р 51317.3.12, применяют требования этого стандарта. Однако если одна или большее число СЭП входят в

120

ГОСТР 51524 —2012

состав оборудования, относящегося к области применения ГОСТ Р 51317.3.12, требования этого стандарта применяют к комплектному оборудованию, а не к отдельным СЭП.

Испытательная установка для непосредственных измерений или валидации процесса компьютерной имитации, применяемая для СЭП, относящихся к области применения по ГОСТ Р 51317.3.4 или ГОСТ Р 51317.3.12, состоит из источника напряжения и измерительного оборудования, как установлено в ГОСТ Р 51317.3.12. Если в качестве независимого источника электропитания для испытаний применяют синхронную машину, следует учитывать, что ее гармоническое полное сопротивление    определяется полным сопротивлением отрицательной

последовательности, а не током короткого замыкания.

Примечание - Если СЭП включает в себя трансформатор с фазовым сдвигам, точку измерения выбирают на первичной обмотке.

Измерения проводят при установившихся условиях Условия работы с превышением мощности (при воздействии на момент вращения при полной скорости) не рассматривают, так как они относятся к исключительным применениям, и если имеют место, то достаточно ограничены по времени.

Фундаментальные различия процесса эмиссии гармоник силовой электроникой преобразователей в зависимости от их режима работы, потребления энергии или регенерации энергии отсутствуют.

ГОСТР 51524 —2012

Уровень электромагнитных помех может быть оценен прямыми измерениями либо имитацией при условиях, установленных в ГОСТР 51317.3.12. Обзор методов приведен в алгоритмах на рисунках В .4 и В .5.

Установлены два вида рабочих условий, чтобы учесть различные виды С ЭП:

-    номинальный потребляемый ток при базовой скорости в режиме двигателя

(для преобразователя - источника напряжения),

-    номинальный момент вращения при бб % базовой скорости в режиме

двигателя (для тиристорного привода постоянного тока или преобразователя -источника тока).

Примечание- В [б]и [7] базовая скорость определена как минимальная скорость, при которой двигатель способен создавать максимальную выходную мощность. В случае преобразователя - источника напряжения это часто та же скорость, которую двигатель развивает при прямом питании от электрической сети.

Для оборудования, не относящегося к области применения по ГОСТР 51317.3.2 и ГОСТ Р 51317.3.12 (например, при номинальном токе свыше 75 А) приведены рекомендации в ГОСТР51317.3.12 и В.4 настоящего приложения.

Примечание - Гармонические составляющие, создаваемые различными электрическими компонентами оборудования, могут быть суммированы с использованием более точного аналитического представления физического закона, соответствующего конструктивным особенностям СЭП и конструктивным особенностям других компонентов

(см В .3.3).

В 3.2.2 Оценка путем имитации

122

ГОСТР 51524 —2012 Оценку эмиссии индивидуальных гармонических составляющих от СЭП методом имитации следует проводить, применяя основные правила суммирования, представленные на рисунке В 4. Начальной ступенью являются характеристики СЭП и источника напряжения

123

ГОСТР 51524 —2012

Требования и методы испытании

ГОСТ Р 51317.4.3-2006 (МЭК 61000-4-3:2006) Совместимость технических средств элеюпромагншпная Устойчивость к радиочастотном)' электромагнитному полю Требования и методы испытаний

ГОСТ Р 51317.4.4-2007 (МЭК 61000-4-4:2004) Совместимость технических средств элеюпромагмапная. Устойчивость к наносекундным импульсным помехам Требования и методы испытатт

ГОСТ Р 51317.4.5-99 (МЭК 61000-4-5-95) Совместимость )пехнических средств элеюпромагншпная. Устойчивость к микросекундным импульсным помехам большой энергии Требования и методы испытаний

ГОСТ Р 51317.4.6-99 {МЭК 61000-4-6-96) Совместимость технических средопв электромагнгипная. Устойчивость к кондуюпивным помехам.. наведенным радиочастотными электромагнитными полями Требования и методы испытант ГОСТ Р 51317.4.7—200S (IEC 61000-4-7:2002) Совместимоапь технических средств элеюпромагншпная. Общее руководство по средствам измеретт и измерения.4 гармоник и интер гармоник для систем эле юпрос набжения и ■подключаемых к ним технических средопв

ГОСТ    Р    51317.4.11—2007    (МЭК    61000-4-11:2004)    Совместимость

/пехнических    средсгпв электромагнитная.    Устойчивость    к провалам,

кратковременным прерываниям и изменениям напряжения элеюпроптпания. Требования и методы испытаний

ГОСТ    Р    51317.4.13—2006    (МЭК    61000-4-13:2002)    Совместимость

/пехнических средсгпв элеюпромагншпная. Устойчивость к искажениям синусоидальности напряжения элеюпропитания; включая передачу сигналов по электрическим сетям Требования и ме?поды испытаний

ГОСТ    Р    51317.4.34—2007    (МЭК    61000-4-34:2005)    Совместимость

)пехнических средопв элеюпромагншпная. Уапойчивость к провалам,

ГОСТР 51524 —2012

Рисунок В 4 - Оценка эмиссии гармонических составляющих от СЭП

В 3.2.3 Условия нагрузки при оценке путем испытаний

В .3.2.3.1 Общие положения

Если гармонические составляющие, создаваемые СЭП, измеряют по отдельности, то применяют условия нагрузки, соответствующие виду преобразователя СЭП, которые суммированы на рисунке В.5. Подробные сведения приведены в В.3.2.3.1 - В.3.2.4.

ГОСТР 51524 —2012

Pet ж тор ха tuxoge г.ккки

ИХ TOJtKHOIO ТОКА ХПХ

ус та мох ха «» пложу»» (xcomiyx *хоа х 1МСОЯ

гфео6рАзо1*тег.ей)

Резистор ха шхоае шш жстохкмаю то>.а или рв!нстор х ххауктор я* шхоае пр«обрл20мтегл

Коропотхкхутах цеяг хххрешлорха suxoge лшнк яосгодххого тоь.л (жйхсхмхиацх* ТНС)

Рисунок В.5 - Условия нагрузки при измерениях гармонических составляющих, создаваемых СЭП

На рисунке В.б представлена испытательная установка с использованием механической нагрузки. Рисунки В. 7 и В. 8 иллюстрируют возможности применения электрических нагрузок при отсутствии механической нагрузки.

Сеть электропитания

Используемая СЭП

Преобразователь

Механическая

нафузка

Пробник тока -0—

(£>

Трансформатор для подбора напряжения и/или &£*

Испытательное

оборудование

Рисунок В .6 - Испытательная установка с механической нагрузкой В .3.2.3.2 Диодный выпрямитель на входе

СЭП с диодным выпрямителем на входе (или тиристорным выпрямителем, или тиристорами, используемыми в качестве диодов с функцией переключателя) могут быть испытаны при 100 %-ном номинальном потребляемом токе (среднеквадратическое значение), установленном в технической документации изготовителя. Необходимая нагрузка для получения потребляемого тока может быть обеспечена двигателем, выбранным изготовителем, и механической нагрузкой для работы в

125

ГОСТР 51524 —2012 установившемся режиме.

Нагруженный двигатель может быть заменен электрической нагрузкой, подключаемой к выходу преобразователя или к выходу линии постоянного тока, при еле дующих условиях:

-    на выходе преобразователя электрическая нагрузка должна состоять из индуктивности и резистора (см. рисунок В.7);

-    на выходе линии постоянного тока электрическая нагрузка должна состоять из резистора (см. рисунок B.S).

Для номинального потребляемого тока, равного или превышающего 75 А, условия номинального потребляемого тока могут быть заменены условиями, максимизирующими ТНС.

Рисунок В .7 - Испытательная установка с электрической нагрузкой, заменяющей нагруженный двигатель


Сеть электропитания

126

Сеть электропитания

Рисунок В S - Испытательная установка с резистивной нагрузкой

ГОСТР 51524 —2012


В .3.2.3.3 Входной преобразователь, ведомый сетью

СЭП с входным преобразователем, ведомым    сетью (тиристорным

преобразователем) испытывают при номинальном среднеквадратическом значении потребляемого тока, установленном в технической документации изготовителя, или при меньшем значении, максимизирующем ТНС. В испытаниях в условиях регенерации нет необходимости. Необходимая    нагрузка для получения

соответствующего потребляемого тока может быть обеспечена двигателем, выбранным изготовителем, и механической нагрузкой для работы в установившемся режиме.

В случае преобразователя - источника тока нагруженный двигатель может быть заменен индуктором на выходе линии постоянного тока (заменяющим двигатель).

В случае преобразователя - источника напряжения тока нагруженный двигатель может быть заменен резистором на выходе линии постоянного тока (см. рисунок В. 8).

127

ГОСТР 51524 —2012

П римечание - Условия, обеспечивающие максимальное значение ТНС, близки к условиям, обеспечивающим максимальное значение пульсаций (между пиковыми значениями) в линии постоянного тока на выходе входного преобразователя.

В 3.2.3.4 Само коммутируемый входной преобразователь

СЭП с само коммутируемым входным преобразователем испытывают при номинальном среднеквадратическом значении потребляемого тока, установленном в технической документации изготовителя, или при меньшем значении, максимизирующем ТНС. В испытаниях в условиях регенерации нет необходимости.

Необходимая нагрузка для получения соответствующего потребляемого тока может быть обеспечена двигателем, выбранным изготовителем, и механической нагрузкой для работы в установившемся режиме. Нагруженный двигатель может быть заменен резистором на выходе линии постоянного тока.

В 32Л Максимальное значение ГНС

Работа при номинальном потребляемом токе не всегда является необходимой для соответствия требованиям максимизации суммарного тока гармоник (ТНС) (в потребляемом токе).

Примечание - В настоящем стандарте ТНС представляет собой суммарное содержание гармонических составляющих (см В.2.2.7), что совпадает с определением в [22] (551-20-12). В ГОСТ Р 51317.3.12 ТНС обозначает суммарный гармонический ток, который можно рассматривать как суммарное содержание гармонических составляющих в токе.

Для определенных видов преобразователей (например, для преобразователей -источников тока) пульсации тока в линии постоянного тока зависят от скорости вращения двигателя. Наихудшие условия возникают при нулевой скорости, что эквивалентно замене нагруженного двигателя индуктором на выходе линии

128

ГОСТР 51524 —2012 постоянного тока. Этот случай, в основном, не представляет нормальной работы СЭП.

Оценку гармонических токов, создаваемых различными видами СЭП с номинальным потребляемым током, равным или превышающим 75 А, проводят при следующих рабочих условиях:

-    номинальный потребляемый ток при базовой скорости в режиме двигателя (для преобразователя - источника напряжения),

-    номинальный ток двигателя при 66 %-ной базовой скорости в режиме двигателя (для тиристорного привода постоянного тока или преобразователя -источника тока).

Для СЭП других видов, для которых неясно, при каком из вышеуказанных условий имеет место наихудший случай, следует проводить оценку при обоих указанных выше рабочих условиях. При каждом из этих условий гармонические токи должны быть оценены в процентах от номинального значения основной составляющей потребляемого тока. Условия, при которых значение ТНС будет наивысшим, следует рассматривать как наихудший случай.

Если эти два условия не могут быть оценены (путем испытаний или проверенной имитации) или если необходимо оценить низковольтную СЭП с номинальным потребляемым током менее 75 А, то в качестве альтернативы предлагается проверить условия максимума ТНС с использованием следующего упрошенного метода Ток СЭП устанавливают ниже номинального значения потребляемого тока так, чтобы абсолютное значение тока пульсаций в линии постоянного тока было максимальным. Выполнение этого требования проверяют

129

ГОСТР 51524 —2012

анализом формы тока при изменении прокладки линии постоянного тока.

Условия, обеспечивающие репрезентативность определения максимального значения ТНС. могут также быть выполнены при проведении испытаний или валидации процесса имитации с электрической нагрузкой путем регулирования среднего значения тока в линии постоянного тока.

Измерение индивидуального коэффициента искажений IDR (см. В 2.2.12) обеспечивает при этих условиях переоценку наиболее важных гармонических составляющих тока. Результаты этих измерений могут быть приняты в качестве результатов испытаний, если номинальное значение тока не достигается, а имитация не используется.

В .3.3 Методы суммирования гармонических составляющих в установке. Практические правила

В33.1 Принципиальные положения

Гармонические составляющие от различных компонентов (частей оборудования), суммируются наиболее приемлемым способом. Выбранный метод суммирования может быть быстрым, но консервативным приближением. При необходимости повышенной точности может быть выбран приемлемый закон суммирования, учитывающий принцип действия и структуру преобразователей СЭП. Результаты сравнивают с номинальным значением основной составляющей тока аппарата или систем (кажущейся потребляемой мощностью).

В33.2 Простое арифметическое суммирование гармонических токов При этом подходе гармонические токи суммируются арифметически. Данный метод прост, но часто достаточно консервативен. Расчеты индивидуальных отношений искажений IDR (для каждого порядка) проводят для трехфазных

130

ГОСТР 51524 —2012

компонентов с применением приведенного ниже уравнения, применимого для всех искажающих компонентов или части установки HD представляет собой общее обозначение для IDR или THD. Индекс eq отмечает, что данная величина относится к определенной части оборудования в системе. Индекс IT отмечает, что пример относится к части установки, однако применим к установке в целом (с использованием индекса ST).

(В. 27)

В этом уравнении HDeq выражает номинальный основной ток компонента (части оборудования), a HD - номинальный основной ток части установки (при согласованной внутренней мощности).

Для однофазных компонентов принимают во внимание дополнительный коэффициент учета не симметрии:

- для однофазных нагрузок, фаза-фаза, коэффициент равен V3:

(В. 28)

-для однофазных нагрузок, фаза-нейтраль, коэффициент равен 3:

(В. 29)

Дополнительный коэффициент учета несимметрии применяют к тем величинам, которые относятся к чрезмерным нагрузкам, создающим условия несимметрии.

131

ГОСТР 51524 —2012

Пример: Srr = 150 кВА

Часть искажающего оборудования №1: Seq = 25 кВА с HD = 65 % относительно его номинального тока.

HDeql = 65 • (25/150)% =10,8% относительно I тт (илиSitI

Часть искажающего оборудования №2: Seq = 10 кВА с HD = 10 % относительно его номинального тока.

HD eq2 = 10 • (10/150) % =0,7% относшиельно I ли (или Sit).

Часть искажающего обору дования №3: Seq = 1 кВА с HD = 85 % относительно его номинального тока, но однофазного (фаза-фаза), в 1,73 раза иревыишющего номиналъньш ток iq>u симмеиричной нагрузке, с гармониками, умноженными на 3.

HDeq3 = 85 - (1,0/150) • 1,73 = 1,0 % относ шиельно I тт (или Sit).

Для системы HD = (10,8+ 0,7+ 1,0)%= 12,5 % с £5Г„/Я= (25 + 10+ 1)/150 = 0,240.

Расчет следует щюводшиь для гармоники каждого порядка и для THD.

В 33.3 Метод псевдоквадратического суммирования (переменный показатель степени)

Суммирование гармонических токов возможно с применением более репрезентативного закона:

- к токам, относительно которых известно, что они протекают в фазе (например, токи в диодном выпрямителе), применяют арифметическое суммирование каждого порядка:

к =    (B.3Q)

132

ГОСТР 51524 —2012 - при случайном фазовом соотношение между токами применяют различные показатели степени при суммировании каждого порядка:

1/а

V/ с

(В.31)

I

где а= 1 для h < 5;

а= 1,4 для 5< h < 10; а = 2 для 10 < h.

С помощью вышеприведенных формул оценивают индивидуальные гармонические токи, а также THD.

Этот метод позволяет дать оценку гармонических токов, поступающих из системы.

Результат суммирования рассматривают по отношению к номинальному основному току системы (согласованная внутренняя мощность) и может использоваться для демонстрации соответствия требованиям ГОСТ Р 51317.3.2 или ГОСТ Р 51317.3.4 (сщ'пень 1 turn 2) с учетом номинальных характеристик машины или системы Результаты суммирования могут использоваться даже для оценки соответствия больших промышленных систем или установок.

В типичных случаях этот метод применяют к оборудованию для легкой промышленности с «согласованной мощностью» от 30 до 100 кВ А или к установкам для легкой промышленности с «согласованной мощностью» от 100 до 300 кВА.

ВЗЗЛ Подход для промышленных электрических сетей, основанный на расчетах и/или измерениях

Если соответствие нормам гармонических составляющих не может быть

133

ГОСТР 51524 —2012

крсожовремаиным    прерываниям и изменениям напряжения электропитания

/технических средств с потребляемым 'током более 16 А в одной фазе. Требования и методы испытаний

ГОСТ Р 51318.11-2006 (СИСПР 11:2004) Совместность технических средств элекг/промсинитная. Промышленные.. научные, медицинские и бытовые (ПНМБ) высоко частотные устройства Радиопомехи индустриальные Нормы и методы измеретш

ГОСТ Р 51318.14.1-2006 (СИСПР 14-1: 2005) Совместимость технических средств элеюпромаснитная. Бытовые приборы, электрические инструменты и аналогичные устройства Радиопомехи индустриальные Нормы и методы измеретт ГОСТ Р51318.16.1.1—2007 (СИСПР 16-1-1:2006) Совместимость технических средств электромагнитная Требования к аппаратуре для измерения параметров индустриальных радиопомех и помехоустойчиво cmi и методы измерений. Часть 1-1. Атаращра    для    измерения паромеров индустриальных    радиопомех и

помехоустойчиво от. Приборы для измерения индустриальных радиопомех

ГОСТ    Р    51318.16.1.2—2007 (СИСПР 16-1-2:2006)    Совместимость

технических средств электромагнитная Требования к аппаратуре для измерения параметров индустриальных радиопомех и помехоуапойчивоатт и методы измерений. Часть 1-2. Аппаратура для измерения параметров индусгприальных радиопомех и помехоустойчивое mi Устройапва для измерения кондуктивных радиопомех и испьтангт наустойчивоопь к кондукгтивнымрадиопомехам

ГОСТ    Р    51318.16.1.4—2008 (СИСПР 16-1-4:2007)    Совместность

технических средопв электромагнитная. Требования к аппаратре для измерения параметров индустриальных радиопомех и помехоустойчивое mi и методы измеретш. Часть 1-4. Аппарсащ'ра для измерения параметров индустриальных радиопомех и помехоустойчивости Устройопва для измерения излучаемых радиопомех ы испытают наустойчивоотгь к излучаемым радиопомехам

ГОСТР 51524 —2012

доказано с помощью использования вышеупомянутых приближенных методов, то необходимо применять более точную оценку эмиссии гармоник. Это касается суммарного тока, потребляемого установкой.

Суммарный гармонический ток, вырабатываемый установкой, включая нагрузку, должен быть определен расчетами или измерениями. При этом необходимо учитывать действительные фазовые соотношения между гармониками, создаваемыми нагрузками, что бы эф фекты взаимоисключения гармоник не были проигнорированы.

В типичных случаях этот подход применяют к оборудованию для легкой промышленности с «согласованной мощностью» свыше 100 кВА или к оборудованию для тяжелой промышленности.

В.4 Правила установки / оценка электромагнитной совместимости по гаргажическим составляющим

В.4.1 Промышленные трехфазные системы малой мощности

Приведенные ниже сведения могут служить руководством для использования СЭП при их включении в состав аппаратов или, в более общем понимании, в системы. Применение норм гармонических составляющих к каждой СЭП может привести к неэкономичному решению и/или к техническому абсурду. Часто правильнее применить общий подход к фильтрованию установки в целом. Это требует суммирования гармонических токов, создаваемых внутри установки.

Процедура оценки эмиссии гармонических помех в целом представлена на рисунке 9.

Как установлено в 6.2.3.1, требования ГОСТР 51317.3.2 и ГОСТР51317.3.12 применяют к аппаратам, содержащим СЭП, которые непосредственно подключены к ТОП в общественных низковольтных распределительных электрических сетях. Подтверждение соответствия проводится путем сравнения уровней индивидуальных отношений искажений IDR (каждого порядка) и суммарного коэффициента гармонических составляющих THD, создаваемых аппаратом или системой, с

134

ГОСТР 51524 —2012

требованиями, установленными в ГОСТР 51317.3.2 и ГОСТР 51317.3.12.

Для СЭП, которые не относятся к области применения этих стандартов, в качестве руководства может быть использована следующая процедура.

Обычный подход заключается в применении норм гармонических токов к установке в целом. Оценка суммарных гармонических помех проводится с использованием приемлемого закона суммирования, в соответствии с требуемой степенью приближения (см В.3.3). Применение упрощенного метода и критериев допускается, если согласованная мощность находится в пределах средних значений (например, между 100 и 300 кВА), как представлено на рисунке 9. За соответствие СЭП нормам гармонических токов в ТОП ответственность несет пользователь.

Типичная обстановк i помещений и юхт промыштекнэстк

коммерческих

cat


( п <


135

ГОСТР 51524 —2012

Проверь* ссоиетспнл

треооаанюи ГОСТ Р

51517. S12

Типична* обстано*** юххерчес^их

поме 1а» кий х юн легкой

про хшхле шеста

Типичная ooct* им** прохгшгг.енних юк при СОГГ.ДЮ 1ЛИМОК

мохсмос та ез шхе 100 кВА (неястех средкехо напряжения)

Про* ер** соспетсик* тресо! анихк таблицы В 2 * jAsxcxMocra от ) начеши Rsi


THD< 10%

Согласоваютх мощность от 100 ао 300 кВА

Рисунок В. 9 - Оценка эмиссии гармонических помех при использовании СЭП (аппаратов, систем или установок)

В.42 Большие промышленные системы

В.42.1 Принципиальные положения

Приведенные ниже сведения могут служить руководством для использования СЭП при их включении в состав аппаратов или, в более общем понимании, в системы. Применение норм гармонических составляющих к каждой СЭП может привести к неэкономическому решению и/или к техническому абсурду. Часто правильнее применить общий подход к фильтрованию установки в целом. Это требует суммирования гармонических токов, создаваемых внутри установки.

Процедура оценки эмиссии гармонических помех в целом представлена на рисунке 9.

Для установок, получающих питание от электрических сетей среднего напряжения, включающих большие СЭП и особенно те, которые имеют номинальное напряжение свыше 1000 В переменного тока, следует непосредственно применять технический отчет [14]. Обычно установку разделяют на различные части в соответствии с наличием естественных развязывающих устройств (трансформаторов

136

ГОСТР 51524 —2012 и т.д.). Разделение следует проводить на основе анализа полной электрической схемы, принимая во внимание возможность резонансов (см. рисунок В.2).

Места размещения необходимых фильтров должны быть тщательно установлены, но очевидно, что фильтрование каждой СЭП непрактично. Обычный подход заключается в применении норм гармонических токов к установке в целом или к частям установки, как было указано выше. В критических случаях проводится более детальный анализ с учетом существующих уровней гармонических искажений напряжения.

В .42 2 Метод определения искажений тока для установки в целом

Нормы гармонических составляющих тока применяются к установке в целом. Нормы применяются для индивидуальных отношений искажений IDR (каждого порядка) и для суммарного коэффициента гармонических составляющих THD.

Гармонические составляющие тока, создаваемые установкой в целом, должны соответствовать установленным в таблице В .2 в определенной точке присоединения (см. определение Rsi в В.2.3.б). Поставщик и пользователь СЭП должны придти к соглашению о точке присоединения (ТОП или ТВП) и о применении других норм электромагнитной эмиссии, установленных на национальном уровне. ТП должен быть идентифицированный шинопровод.

Примечание - Учитывая определение Rsi и присоединение к определенному шинопроводу, очевидно, что все нагрузки, получающие питание от этого шинопровода, вносящие вклад в соответствующий тока Ijk должны быть учтены при расчетах эмиссии гармонических составляющих.

137

ГОСТР 51524 —2012

Такой подход используется в США (см. [25]) для веек уровней напряжений в

электрических распределительных сетях. Пример практических норм, прошедших проверку в США, приведен в таблице 2.

Гармонические токи выражаются в процентах суммарного тока, соответствующего внутренней согласованной мощности системы электропитания переменного тока установки в целом IDR. В случае ТОП ток нагрузки определяется «согласованной мощностью», то есть мощностью согласованной между пользователем и поставщиком электрической энергии. В случае ТВП номинальный ток основной составляющей нагрузки равен номинальному току нагрузки в фидере, подходящем к ТВП (см. В.2.3.5 и В.2.3.б).

Таблица В.2- Требования эмиссии гармонических токов в процентах от суммарного тока в ТОП или ТВП при согласованной мощности

Rsi

Индивидуальное отношение искажений IDR

й <11

И <й< 17

17 < й < 23

23 < h < 35

35 <h

IDR

Rsi< 20

4

2

1,5

0,6

0,3

б

20 <Rsi<5Q

7

3,5

2,5

1

0,5

8

50 < Rsi< 100

10

4,5

4

1,5

0,7

12

100 <Rsj< 1000

12

5,5

5

2

1

15

1000 <Ra

15

7

б

2,5

1,4

20

Примечания

1    Четные гармоники ограничиваются до значения, равного 25% нечетных гармоник.

2    Для систем с числом импульсов q свыше б нормы для каждой индивидуальной гармоники умножают на коэффициент q/б. Для системы с 12 импульсами это соответствует увеличению в два раза. Нормы THD остаются неизменными

138

ГОСТР 51524 —2012

В.4.2.3 Анализ в каждом конкретном случае

В качестве альтернативы может быть проведен полный анализ систем. Его необходимо проводить в критических случаях. Результаты анализа затем допускается применять для правильного определения общего фильтрования или других методов помехопо давления

Необходимо провести следующие процедуры:

-    оценить существующий уровень искажения гармонического напряжения в ТОП (ответственность оператора распределительной сети - общественной или частной),

-    вычислить или измерить гармоническое полное сопротивление источника питания в точке присоединения (ответственность оператора распределительной сети, общественной или частной, в случае подключения к ТОП и ответственность пользователя, в случае подключения к ТВП (точка подключения внутри). В [13] (раздел А. 2)] приведены сведения о встречающемся полном гармоническом сопротивлении сетей,

-    рассчитать или измерить гармонические токи, которые подключаемая СЭП будет инжектировать в систему (ответственность изготовителя);

-    вычи слить возникающие гармонические напряжения (ответственность пользователя).

Примечание - Все правила и методы, приведенные в [ 14 ] применимы к промышленным электрическим сетям, включая их низковольтные части, хотя к области применения [ 14 ] относятся распределительные сети среднего напряжения (от 1 до 35 кВ включительно) и высокого напряжения (свыше 35 кВ).

В случае подключения к ТОП результирующие уровни гармонических

139

ГОСТР 51524 —2012

напряжений не должны превышать плановые значения, определенные поставщиком электрической энергии.

В случае подключения к ТВП результирующие уровни гармонических напряжений не должны превышать уровни электромагнитной совместимости.

Уровни электромагнитной совместимости для гармонических напряжений установлены в [ 9 ], [ 10 ] применительно к низковольтным общественным системам, в [15] применительно к общественным системам среднего напряжения ив [ 2 ],ГОСТР 51317.2.4 применительно к частным промышленным системам.

В точке подключения может быть определена существующая номинальная мощность (называемая «согласованной внутренней мощностью», см. В.2.3.4 и В.2.3.5).

Для СЭП, подлежащей подключению, следует устанавливать нормы помех. Разумное решение заключается в определении этих норм помех пропорционально отношению номинальной мощности СЭП к соответствующей согласованной внутренней мощности и пропорционально    уровням электромагнитной

совместимости, установленным в ГОСТР 51317.3.2 и ГОСТР 51317.3.12.

В.4.2.4 Влияние помех телефонной связи

В Северной Америке и Финляндии из-за параллельной прокладки линий распределения энергии и телефонных линий возникла необходимость ввести «коэффициент влияния помех телефонной связи, ТЯГ). В [25], раздел 6.8 представлены результаты «взвешивания» различных гармоник. Эквивалентный п соф омет рический ток ф определяют по формуле

Ip=I TIF    (В    .32)

140

ГОСТР 51524 —2012 и согласно практике вышеперечисленных стран рекомендуют применять формулу

1Р<1Рл.    (В. 33)

Внутри установки общие несимметричные токи гармоник в кабеле, питающем двигатель, могут вызвать помехи в телефонных линиях, если они идут параллельно. Эт ого следует изб егать (см. 6.1.4).

В.4.3 Интергармоники и напряжения или токи более высоких частот В полосе частот выше частоты гармонической составляющей 40-го порядка и до 9 кГц следует рассматривать СЭП в качестве эмиттера, являющегося источником напряжения.

Требования к электромагнитной эмиссии от СЭП на этих частотах не установлены, так как не стандартизованы уровни ЭМС.

Однако применение СЭП определенных видов может потребовать рассмотрения эмиссии интергармоник и напряжений или токов на более высоких частотах (до 9 кГц), что главным образом относится к СЭП высокой мощности, таким как циклические преобразователи и инверторы, являющиеся источником тока. Необходимость рассмотрения эмиссии интергармоник и напряжений или токов на частотах до 9 кГц, может относиться к преобразователям с активным управлением началом и концом импульсов, в которых коммутирующие устройства с ШИМ непосредственно связаны с электрической сетью.

Интергармоники на частотах, слегка отличающихся от основной частоты или частот доминирующих гармоник, также могут вызвать колебания напряжения (см. В. б. 2). Интергармоники являются результатом возникновения биений частот,

141

ГОСТР 51524 —2012

которые могут иметь место в нелинейных системах, таких как осветительные системы (с функцией квадратичной обработки напряжения).

Нелинейный отклик искажающего оборудования вызывает появление суммы и разности частот различных гармоник и интергармоник. Разностная частота может быть в пределах, вызывающих фликер. Главная причина появления фликера -циклические преобразователи и инверторы, являющиеся источником тока. Уровни ЭМ С применительно к возможности появления фликера установлены в [ 2 ], ГОСТ Р 51317.2.4. Инт ер гармоники могут непосредственно воздействовать на коррекцию коэффициента мощности с применением батарей конденсаторов и фильтров гармоник, особенно из-за резонансов.

Эмиссия не должна превышать 80% установленныхуровней напряжения, приведенных ниже (см. [2], приложение С). и = 0,2 % для ТВП класса 2; и= 1 % для ТВП класса 3; н* = 0,3% для ТВП класса 2; ii6 =1,5% для ТВП класса 3, где и - отношение среднеквадратического значения напряжения на данной част отек среднеквадратическому значению основной составляющей напряжения,

- уровень, относящийся к любой полосе частот шириной 200 Гц, центрированной на частоте F, определяемый по формуле:

(Б.34)

142

ГОСТР 51524 —2012 где Vm - номинальное среднеквадратическое значение основной составляющей;

Уф - среднеквадратическое значение напряжения на частоте f;

F - центральная частота полосы частот (выбираемой выше частоты гармоники 40-го порядка).

На более высоких частотах помехи возникают в основном от преобразователей с активным управлением началом и концом импульсов, в которых коммутирующие устройства с ШИМ имеют сильную связь с электрической сетью.

В.5 Несимметриянапряжений

В.5.1 Начальные сведения

Несимметрия напряжений в трехфазной системе в основном вызывается неравномерной нагрузкой в двух из трех фазах однофазными нагрузками. Несимметрия напряжений непосредственно связана со значением однофазной нагрузки как процентного отношения к номинальному значению и с полным сопротивлением питающей электрической сети. В качестве примера приводят трехфазный трансформатор с заданным автоматическим регулированием и нагрузку, подключенную только между двумя фазами. Если нагрузка представляет собой значительный процент от номинальной мощности трансформатора, кило вольт ампер, выходные напряжения (фаза - нейтраль) двух фаз, присоединенных к нагрузке, будут уменьшены, тогда как третья обмотка без какой-либо нагрузки останется с теми же параметрами.

Значительная несимметрия может вызвать чрезмерное нагревание трансформаторов. Для того чтобы определить, может ли трансформатор питать

143

ГОСТР 51524 —2012

ГОСТ    Р    51318.16.2.1—200S    (СИСПР    16-2-1:2005)    Совместимость

технических средств элеюпромагншпная. Требования к аппаратуре для измерения параметров индустриальных радиопомех и помехоустойчивости и методы измерений. Часть 2-1. Методы измерений -параметров индустриальных радиопомех и помехоустойчивости. Измерение кондуктивныхрадиопомех

ГОСТ    Р    51318.16.2.3—2009    (СИСПР    16-2-3.2006)    Совместимость

технических средсш электромагнмпная. Требования к аппаратуре для измерения ■параметров индустриальных радиопомех и помехоустойчивости и методы измерений!. Часть 2-3. Методы измерений! параметров индустриальных радиопомех и помехоуо-пойчивос'ти. Измерение излучаемых радиопомех

ГОСТ Р 51318.22-2006 (СИСПР 22:2006) Совместимоапь технических средсш электромасни/пная. Оборудование информационньгх технологий!. Радиопомехи индустриальные Нормы име)поды измерений

ГОСТ Р 54418 — 2011 (МЭК 61400-21:2008) Нетрадгщионная энергетика Вег-проэнергетика. Установки ветроэнергетические. Часть 21. Измерение и оценка характеристик, связанных с качеством элею-прической энергии, ветроэнергетических установок, подключенных к элею-прической сети

ГОСТ Р 55055 —2012 Радиопомехи индустриальные. Термины и определения

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования-на официальном сайге Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационно^ указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочньш стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана

9

ГОСТР 51524 —2012

однофазные нагрузки, которые представляют собой значительный процент номинальной мощности, килов ольтампер, следует проконсультироваться с изготовителем

Другие трехфазные нагрузки, подключенные к несимметричному трехфазному источнику электропитания, в основном будут подвергаться вредным воздействиям В качестве примера: несимметрия может вызвать ток обратной последовательности, протекающий в трехфазном асинхронном двигателе, который уменьшает выходной момент вращения при номинальном токе или вызывает чрезмерное нагревание при номинальной выходной мощности двигателя. В некоторых двигателях 3 %-ная несимметрия может привести к 10 %-ному снижению их выходной мощности. Если состояние не симметрии имеет место в сети, питающей трехфазный двигатель, то необходимо проконсультироваться с изготовителем двигателя с тем, чтобы определить соответствующее снижение в целях безопасного функционирования двигателя.

В.5.2 Определения и оценка

В.5.21 Определения

Определения, относящиеся к не симметрии напряжений, приведены в [9],[Щ, [2], ГОСТР51317.2.4 или [75]. Некоторые методы расчетов приведены ниже.

В тог о фазных системах несимметрия напряжений представляет собой условия, при которых среднеквадратические значения основных составляющих напряжений «линия - линия» или фазовые углы между последовательными фазами не равны. Для целей настоящего стандарта степень неравенства выражается отношением обратной последовательности основных составляющих к прямой последовательности

144

ГОСТР 51524 —2012 составляющих При некоторых обстоятельствах в оценку несимметрии напряжений включают нулевую последовательность составляющих.

В.5.2.2 Полный анализ

Точные определения относятся к анализу трехфазных систем методом симметричных составляющих.

Этот вид анализа основан на подходе, в соответствии с которым любые отклонения фазных напряжений от идеальной трех фазной системы могут быть описаны суммой трех систем векторов. Они называются «нулевая, прямая и обратная последовательности векторов» и определяются, как указано ниже:

Uа = Uaq + UA1 + Uj2 - напряжение фазы А;

Uja = (UA+ Us+ Uc)/3 - составляющая нулевой последовательности;

Ua\ - (Ua + я Ub + с? УсУЗ - составляющая прямой последовательности;

Ua2 = (Ua+ сг Ш + a Uc)!Z - составляющая обратной последовательности,

где Ua,Ub и Uc - векторы фазных напряжений, а - оператор, а = -(1/2) + j (>/3/2 ).

Отношение обратной последовательности к прямой последовательности представляет собойнесимметрию напряжений:

х% = 100 U2IU1.

Пример 1 - Алишииуды и фазовые углы напряжений «линия - нейтраль» известны, что позволяет рассчитать наиряжешм «линия - линия» и соответствующие фазовые углы:

145

ГОСТР 51524 —2012

UAii~ 231,00 и 0,0°,    Uви = 220,00и-125,1°,    UCu = 215,00 и 109,8°.

Um = 400,26 и 26,7°,    UBC = 386,03 и - 98,0°,    UCA = 365,01 и 146,3°.

Б результате:

-    нулевая последовательность Uo= 12,91 и 35,2°,

-прямая последовательность Uj =221,41 и -5,0°,

-    обратная последовательность Uз = 11,78 и 90,7°

и не симметрия нанряжешш. Т = 100 (11,78/221,41) = 5,32 % с составляющей нулевой последовательности 5,83%.

Пример 2 - Алишшъ'ды и фазовые углы шшряжешш «линия - нейтраль» швестны, что позволяет рассчитать напряжения «лпнля - линия» и соответствующие фазовые углы:

Ua}j= 230,00 и 0,0°, Ubi, = 280,00 и -135,0°, UCir = 170,00 и 130,0° и AS = 471,57 и 24,8°, UBC = 340,00 и -105,1°, U ^ = 363,41 и 159,0°

Б результате:

-    нулевая последовательность Uо= 34,26 и -138,7°,

-    прямая последовательность Uj = 223,09 и -3,7°,

-    обратная последовательность Uj = 49,59 и 48,1°

и не симметрия нанряжешш Т = 100 (49,59 / 223,09) = 22,23 %>, с составляющей нулевой последовательности 15,36%.

В.5.23 Приближенные методы

Ниже представлены три приближенных метода.

Первый метод обычно обеспечивает лучшие результаты при ошибке менее 5 % для несимметрии любого вида, фазовые углы напряжений «линия - нейтралы) для которой находятся в пределах ± 15° и их амплитуды находятся в пределах ± 20 % относительно соответствующей идеальной симметричной системы (прямой или обратной последовательности).

[/и,    САз и U31 представляют собой    напряжения «линия -

нейтраль», 6 & = (Ц, - UareTage)/(3 ■ Umtnage) для каждого из трех напряжений «линия -нейтраль»

146

ГОСТР 51524 —2012 г представляет собой несимметрию напряжений как отношение обратной послнедовательности амплитуд напряжений к прямой последовательности амплитуд напряжений.

Тогда

з

(В.35)

Существенно более простое приближение

х = 2/3 [Um-UUUmms,]    (ВЗб>

обеспечивает приемлемые результаты (абсолютная ошибка, в основном, меньше 1 % для г менее 7 %).

Расчет по приведенной ниже формуле также дает приемлемые результаты (абсолютная ошибка в основном меньше 1 % для г менее 10 % или в случае, если фазовые сдвиги значительны):

t = МАХ | U„ -    | I Uan<v.    (В    3?)

Пример 1

иш= 231Д10,    UB„ = 220,00,    Uaj = 215,00.

Uав - 400,26,    Ubc~ 386J03,    17^= 365J01.

Ua-erage= (400,26+386,03+365,01)/3 = 384,07 и, исключая десятые доли, Ua-erage = (400+386+365)/3= 383,66,

812 = 1,433 %, 82з = 0,197%, 831 = -1,629 %.

Несимметрия напряжений равна (6(1,4332+0 Д972+1,6292)]1/2 = 5,3 %

или (2/3) • (£^max"^imn) IУa'erage = (2/3) ■ (400-365) / 383,7 = 6,1 %, или с использованием последней аппроксимации 19,1 /383,7 = 5,0 %.

147

ГОСТР 51524 —2012

Пример 2

им,= 230 Л0, Ubh= 280,00,    =    170,00.

Uab - 471,57,    ^с=340,    Г/сд=    363,41.

Ua-eraSe= (471,57+340+363,41)/3 = 391,66.

812 = 6,801%, 823 = ^U97%, 83х =-2,404 %.

Несимметрия напряжений равна [6(6,8012+4,3972+4,3972)]1/2 = 20,7 %

или (2/3) • (IWtfmin) /    =    (2/3)    • (4 72-340УЗ 91,7 = 22,4 %,

или с использованием последней аппроксимации 80,6/391,7 = 20,6 %.

В.5.3 Влияние на СЭП

Влияние на СЭП варьируется в зависимости от типа используемых силовой цепи и метода управления. Каждый тип управления и цепи следует детально проанализировать. В целом, на регулируемые и нерегулируемые преобразователи, которые питают активные нагрузки, влияние будет небольшое. На преобразователи с фазовым управлением такого вида, которые используют линейное напряжение с фазовым сдвигом в качестве опорного сигнала, воздействие будет меньше, чем на преобразователи, которые используют линейное изменение напряжения, синхронизированное с линией и пересечения нуля в качестве опорного сигнала. Регулируемые и нерегулируемые преобразователи, питающие батареи конденсаторов, используемые в контуре постоянного тока инверторов (источников напряжения), имеют не симметрию токов, существенно выше, чем несимметрии напряжений, и выше, чем преобразователи, питающие индуктивную нагрузку, например, двигатель постоянного тока.

Особое внимание следует уделять конструкции преобразователей, питающих батареи конденсаторов, так как пиковый ток намного увеличивается за счет

148

ГОСТР 51524 —2012 несимметрии напряжений. Для очень больших батарей конденсаторов, в которых пульсирующее напряжение небольшое, пиковый ток от каждой фазы ограничивается только внутренним сопротивлением источника, и любым дополнительным полным сопротивлением в СЭП и разницей между напряжением батареи конденсаторов и линейным напряжением. Отношение пиковых токов между фазами может достигать 20 % для 3 %-ной несимметрии напряжений с 1 % - ным внутренним сопротивлением источника.

В.6 Провалы напряжения. Колебания напряжения В.6.1 Провалы напряжения В. 6.11 Определение

Наиболее общей формой низкочастотных помех является провал напряжения или понижение напряжения в одной или во всех трех фазах. Провал напряжения представляет собой внезапное понижение напряжения в точке электрической системы, за которым следует восстановление напряжения после короткого промежутка времени от половины периода до нескольких секунд. Провал напряжения обычно вызывается ликвидацией поставщиком электрической энергии неисправностей в сетях запуском мощных двигателей у пользователя или в непосредственной близости от него. Исследования различных поставщиков в разных странах показали, что продолжительность провалов напряжения может колебаться от половины периода до 15 периодов или более при напряжениях, выходящих за пределы 10 %-ного допустимого отклонения напряжения. Остаточное напряжение (наименьшее значение напряжения в течение провала) в настоящее время считают глубиной провала,

149

ГОСТР 51524 —2012

характеризующей его значение (глубина провала представляет собой разность между опорным и остаточным напряжением). Остаточное напряжение в основном зависит от места размещения источника напряжения (обычно подстанции высокого / среднего напряжения), события, эквивалентного короткому замыканию, и точки наблюдения (исчерпывающая информация приведена в [11].

В .6.1.2 Влияние на СЭП

В.б.1.2.1 Основы

Провалы напряжения могут отрицательно воздействовать на СЭП. Обычно, когда понижается напряжение источника питания, мощность, которая может передаваться от сети к двигателю, также снижается. Однако некоторые преобразователи СЭП компенсируют провалы напряжения с ограниченными характеристиками путем изменения углов контроля входных выпрямителей. Следует также учитывать, что рекуперативные преобразователи, позволяющие передавать механическую энергию от двигателя назад к питающей сети, могут функционировать в условиях провала напряжения.

Воздействие провала напряжения на СЭП следует рассматривать в соответствии с физической природой оборудования, приводимого в движение. Более того, электронные устройства управления СЭП и компоненты силового преобразователя следует при этом разделять (см [11]).

Управляющая часть СЭП может обладать устойчивостью с критерием качества функционирования А к определенным видам провалов напряжения, но эта устойчивость может быть не использована, если она не согласована с поведением преобразователя или оборудования, приводимого в движение. Преобразователь не

150

ГОСТР 51524 —2012 обладает способностью сохранять энергию. Оборудование, приводимое в движение, имеет, в основном, малую способность запасать энергию, что может быть использовано при определенных условиях. Требовать, чтобы устойчивость СЭП к провалам напряжения строго соответствовала устойчивости управляющей части СЭП, было бы ошибкой. Необходимо документировать последовательность управления, чтобы предоставить возможность пользователю адаптировать требования к оборудованию,приводимому в движение.

В б 1.2.2 Регулируемые преобразователи

Регулируемые преобразователи, например, сконструированные с применением тиристоров или транзисторов, в основном применяются для преобразования переменного тока в постоянный ток с регулируемым напряжением. Логическую схему, используемую для синхронизации регулирования силовых полупроводниковых приборов, часто проектируют так, чтобы не происходило выпрямление при падении сетевого напряжения ниже конкретного значения. В некоторых случаях регулирование отключается, пока пользователь не перезапустит логическую схему, или (в других случаях) функционирование возобновляется, только если напряжение возвращается в течение соответствующего периода времени. Обычно СЭП не может управлять двигателем во время провала напряжения, и контроль не осуществляется до тех пор, пока не произойдет перезапуск логической схемы. Если процесс, которым управляет СЭП, является критическим, то характер обсуждения проблем с ее изготовителем должны обеспечивать, чтобы реакция логической схемы на провал напряжения была совместима с требованиями процесса. В некоторых критических

ГОСТР 51524 —2012

случаях необходимо предпринимать дополнительные меры (например, гарантировать альтернативные источники энергии) для обеспечения функционирования процесса при значительных провалах напряжения.

Во время провалов напряжения мощность, создаваемая в ОМП/КМП и передаваемая двигателю, снижается, что может повлиять на функционирование, зависящее от рабочих точек двигателя. Рассмотрим случай регулируемого преобразовательного моста на шести тиристорах, передающего энергию к двигателю постоянного тока. Если двигатель работает на высокой скорости, провалы напряжения могут вызвать спад пика линейного напряжения ниже напряжения якоря. Тиристоры отключаются с помощью якорной цепи, ток в которой будет снижаться. Если провал напряжения случается, когда двигатель работает на малой скорости, схема управления может дать импульс в контрольной точке и компенсировать пониженное напряжение. В этом случае регулирования двигателя не происходит. Что касается критических нагрузок то влияние провала напряжения должно обсуждаться с изготовителем СЭП, с тем чтобы определить, как схема управления будет реагировать на провал напряжения

Рекуперативные преобразователи такого типа, который использует линейное напряжение для переключения тиристоров моста, особенно чувствительны к провалам напряжения Если линейное напряжение падает слишком низко во время обратного потока мощности, регулирование потока мощности от двигателя к сети не происходит, так как тиристоры не могут быть отключены. Если схема управления не реагирует либо провал напряжения происходит внезапно или случается после

152

ГОСТР 51524 —2012

включения тиристора, то тиристор не может быть отключен и на двигатель могут быть поданы излишние нерегулируемые токи. Эти токи могут привести к потенциально вредным воздействиям на оборудование, приводимое в движение, или даже к разрушению двигателя. Для критических нагрузок воздействие провалов напряжения на рекуперативные преобразователи следует обсуждать с изготовителем СЭП, с тем чтобы определить, как цепи управления и силовые цепи будут реагировать на провал напряжения. Для критических нагрузок может использоваться дополнительная электрическая схема для уменьшения влияния напряжения на работу СЭП.

Провалы напряжения могут воздействовать также на рекуперативные преобразователи, которые переключаются с помощью управляющих средств. Воздействие помех связано с тем, что понижение напряжения во время провала может уменьшить мощность, передаваемую от нагрузки к двигателю и к сети. Если такое явление присутствует, то в этом интервале времени двигатель не регулируется.

В б 1.2.3 Нерегулируемые преобразователи

На нерегулируемые преобразователи, например, диодные мосты, провалы напряжения существенно не влияют, за исключением высоких пусковых токов, которые могут течь в батареи конденсаторов преобразователей источников напряжения после возобновления напряжения. Однако их выходная мощность и напряжение во время провала напряжения снижаются. Снижение мощности может вызывать неблагоприятные воздействия на другие части СЭП. Если, например, преобразователь снабжает электропитанием инвертор, то выходная мощность

ГОСТР 51524 —2012

ссылка на него, применяется в части, не затратив ающей эту ссыпку.

3 Т ер мины и опр еделения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТР 50397; ГОСТР .. а также следующие термины с соответствующими определениями:

31 Определения, относящиеся к установками их составным частям

Основные части СЭП в соответствии с определениями, приведенными ниже, а также остальные элементы установки представлены на рисунке 1.

Установка или часть установки

Система электрического привода (СЭП)

Полный модуль привода (ПМП]

Система управления и установки последовател ьности

Основной модуль привода Управление, преобразователь и защита

Секция питания. Возбуждение. Динамическая защита. Вспомогательные устройства другое

Двигатель и датчики

Оборудование, приводимое в движение

10

ГОСТР 51524 —2012

инвертора будет ограничена, и регулирование двигателя переменного тока будет потеряно.

Некоторые изготовители также запрещают работу, в случае, если напряжение, питающее инвертор, падает ниже соответствующего значения. Некоторые конструкции СЭП также требуют того,чтобы логическая схема была перезапущена перед тем, как работа продолжится, но во время выключения логической схемы управления двигателем не происходит. Этот временной интервал может увеличиться насколько это необходимо для синхронизации логической схемы управления инвертора с фактической скоростью двигателя по еле потери управления.

Синхронизация необходима для того, чтобы привести частоту выходного сигнала от инвертора в соответствие с фактической скоростью двигателя. Процесс синхронизации определяет соответствующие частоту и напряжение, которые необходимо подавать к двигателю для плавного перехода от движения по инерции к управляемому движению.

СЭП с крупной батареей конденсаторов могут проходить через короткие провалы напряжения благодаря энергии, накопленной в батарее конденсаторов. В целом, изготавливать батарею конденсатора достаточно объемной, чтобы она могла обеспечить работу во время провалов напряжения, неэкономично. При наличии критических нагрузок для подачи энергии во время провала напряжения может использоваться батарея. СЭП с адаптированным регулированием могут продолжать функционировать во время прерывания напряжения, обеспечивая выходную мощность, близкую к нулю. Во всех случаях воздействия провалов напряжения на

154

ГОСТР 51524 —2012

функционирование СЭП их следует обсуждать с изготовителем с тем, чтобы определить, соответствует ли СЭП требованиям к оборудованию, приводимому в движение.

В б. 1.2.4 Общие виды защиты

Устойчивость к провалам напряжения в значительной степени зависит от вида преобразователя и его нагрузки. Абсолютная защита может быть крайне дорогостоящей, и поэтому защиту необходимо тщательно выбирать с учетом требований процесса.

Абсолютная защита требует дублирующего источника электропитания. Например, это может быть система бесперебойного питания (СБП) дополнительно к СЭП или источник постоянного тока (батарея), подающая энергию в линию постоянного тока инвертора - источника напряжения.

Последовательное прохождения - метод управления, позволяющий избежать переходного сверхгока без использования резервного источника энергии. Следовательно, скорость движения пассивной нагрузки неизбежно снизится до такого уровня, который определяется отношением момента вращения нагрузки к инерции. В целях безопасности этот вид защиты нельзя использовать при активных нагрузках (например, в случае подъема во время рекуперации, при котором необходимо механическое торможение).

Перезапуск на ходу - возобновление последовательного прохождения циклов

155

ГОСТР 51524 —2012

преобразования, которое может применяться в случае пассивных нагрузок с длительным или очень длительным временем простоя при движении нагрузки по инерции.

Автоматический перезапуск всегда предполагает условия обеспечения безопасности, ответственность за которые возлагается на пользователя.

В.6.2 Колебания напряжения

Интергармоники могут вызывать фликер в осветительном оборудовании, как указано в В.4.3. Уровни электромагнитной совместимости приведены в [9], [10\, [2], ГОСТР 51317.2.4, [15] с учетом вида электрической сети. Эмиссия интергармоник от СЭП дошкна быть ограничена так, чтобы расчетные значения гармонических напряжений в ТВП, вызываемых данной СЭП, не превышали 80 % уровней электромагнитной совместимости.

СЭП, приводящие в движение большие нагрузки, например ударные прессы, электрические пилы и механические станки, периодически требуют подачи больших токов из питающей сети, что вызывает колебания напряжения в сети. Значение внутреннего полного сопротивления сети, питающей эти СЭП, должно быть таким, чтобы колебания напряжения не превышали допустимых пределов, равных 10 %. Пиковые нагрузки, которые в среднем не превышают номинальных значений системы питания, но создают отклонения напряжения питания, превышающие допустимые, также следует принимать во внимание при установлении значения полного сопротивления. В общественной сети колебания напряжения от отдельного образца

156

ГОСТР 51524 —2012

оборудования не должны превышать 3 %. Если колебания происходят часто, нормы фликера должны устанавливаться для общественных электрических сетей, а также других сетей, питающих осветительные нагрузки (см. 6.2.4).

В.7    Верификация устойчивости к низкочастотным электромагнитным

помехам

В соответствии с 5.2.1 устойчивость СЭП к воздействию низкочастотных электромагнитных помех может быть проверена расчетами, имитацией или испытаниями. Для выбора метода верификации в отношении помехи конкретного вида изготовит ель может заполнить ячейки таблицы В .3.

Таблица В.З - План верификации устойчивости СЭП к низкочастотным электромагнитным помехам

Электромагнитная Расчеты помеха

Имитация

Испытания

Анализ Не

применяется

Г арм оники напряжения

К оммут ационные вырезы

Отклонения напряжения

Изменения напряжения

Колебания напряжения

Провалы напряжения

Не симметрия напряжений Отклонения частоты

Магнитные поля, вызываемые ист очник ом питания

157

ГОСТР 51524 —2012

Приложение С (справочное)

Компенсация реактивной мощности. Фильтрация С.1 Установка

С.1.1 Обычное функционирование

Пользователь электрической энергии, передаваемой из распределительной сети, обычно имеет несколько или много аппаратов, подключаемых к одной и той же ТОП. Для того чтобы охарактеризовать комбинацию аппаратов, оборудования или систем с их системой питания, подключенных к ТОП, используют термин «установка». Многие промышленные установки включают в себя несколько отдельных СЭП.

158

ГОСТР 51524 —2012

Обсуждение коэффициента мощности, реактивной мощности и эмиссии гармоник тока и напряжения применительно к отдельной СЭП является недостаточным и может вызвать ненужные технические трудности. Единственное решение, требуемое на практике, должно быть принято в отношении установки в целом.

Установка включает в себя много различных нагрузок

В установившемся режиме работы в любой точке трехфазной сети переменного тока фазное напряжение и линейный ток представляют собой периодически изменяющиеся величины с периодом Т и частотой /= 1/Г. Редко бывает, чтобы напряжение и ток не имели фазового сдвига и не включали в себя гармонических составляющих, которые искажают чистые синусоидальные сигналы. Учитывая, что электрическая    энергия    распределяется с помощью источников

напряжения, форма кривой тока в любой точке системы энергоснабжения (сети электропитания, преобразователя или источника электропитания промышленной установки) искажается больше, чем форма кривой напряжения. Поэтому для вычисления активной и реактивной мощности целесообразно принять, что в любой точке сети электропитания напряжение представляет собой чистый синусоидальный сигнал, среднеквадратическое значение которого (между фазой и нейтралью) равно U. Расчет активной мощности/3 в отдельной фазе проводится по формуле

1 т

P=±\U(t)l(t)dt,    (С.1)

' л

которую можно упростить и выразить как

(С-2)

Р- U lyCOSfa),

159

ГОСТР 51524 —2012

где 1\ - среднеквадратичное значение основной составляющей линейного тока; cpi - фазовый сдвиг между основными составляющими тока и фазного напряжения,

Р - условно положительная величина, когда ток / имеет фазовый сдвиг менее я/2 относительно напряжения (напряжение, В, ток, в А, мощность, Вт). На том же основании реактивная мощность Q; Вар определяется как

(С.З)

0 = C//1sin(4>1)

Эта физическая величина подтверждает наличие внутри промышленной установки реактивных элементов, например, индуктивностей или конденсаторов. Принимают, что эти элементы являются потребителями реактивной мощности, если величина Q является положительной (наличие индуктивностей) или создают реактивную мощность, если величина Q является отрицательной (наличие конденсаторов).

Аналогично этому кажущаяся мощность S. В А, в точке сети электропитания определяется как произведение среднеквадратических значений напряжения (фазного) и общего тока:

s=vi.    (С4)

В трехфазной сети активная мощность, реактивная мощность и кажущаяся мощность - это сумма соответствующих мощностей в каждой фазе, т.е. для симметричной системы:

P = 3V'-/1-cos(q>l) = >/3 U-Vcos^);

Q=3»/ /1sln^<p1;- V3 WrSinfo,);

S = 31V3 U I,

160

ГОСТР 51524 —2012

г де U- среднеква дратическое значение линейного напряж ения.

Коффициент мощности \ определяют как отношение активной мощности к полной мощности. \ выражается в однофазной, а также трехфазной нагрузке по следующей формуле

Х-е-'ХсозЫ    <С6>

Эта основная формула показывает, что коэффициент мощности зависит от фазового сдвига (меж дут око ми напряжением) и гармонических составляющих тока.

Таким образом, основное допущение заключается в том, что напряжение рассматривается как сигнал чисто синусоидальной формы, а форма тока искажается. Это допущение делают для того, чтобы рассчитать мощность и все связанные с ней факторы, например коэффициент мощности. Для других расчетов, например, расчетов искажения гармоник напряжения под действием нагрузки, следует рассматривать внутреннее полное сопротивление сети. Искажение синусоидальности напряжения под действием нагрузки можно вычислить из искаженного тока, протекающего в данной точке, и внутреннего полного сопротивления сети, подведенной к этой точке.

С. 1.2 Практические решения С.1.2.1 Общая практика

Хорошо известно, что для исключения перенапряжения установки и излишнего повышения тока, протекающего в распределительной сети, необходимо работать с высоким коэффициентом мощности. Но практически этот коэффициент мощности рассматривается только с точки зрения реактивной мощности, тогда как в действительности здесь затрагивается также и содержание гармоник.

ГОСТР 51524 —2012

Обычно имеет место потребление реактивной мощности промышленной

установкой. Поэтому принято проводить общую компенсацию с тем, чтобы снизить коэффициент сдвига фаз и таким образом снизить потребление установкой реактивной мощности. Для этого конденсаторы устанавливают ближе к потребителю реактивной мощности либо ближе к ТОП в целом. В некоторых странах поставщики электрической энергии вводят дополнительную плату с учетом коэффициента сдвига фаз, особенно при интенсивном использовании распределительной сети.

С. 1.2.2 Изменения общей практики

С учетом важности рассмотрения коэффициента мощности и из-за увеличения объемов использования нелинейных нагрузок необходимо проводить компенсацию гармоник Может проводиться общая компенсация гармоник с фильтрацией всей установки или локальная компенсация с фильтрами, устанавливаемыми в непосредственной близости к нелинейным нагрузкам. Возможно, более предпочтительным является использование нагрузок, не создающих помех.

Из сказанного выше следует, что необходимыми являются два вида компенсации:    компенсация, относящаяся к коэффициенту сдвига фаз, и

компенсация, относящаяся к содержанию гармонических составляющих тока. Для каждого из этих видов компенсации используют два подхода: общий подход для всей установки или локальный подход для каждой нелинейной нагрузки. Могут рассматриваться четыре случая компенсации, но ни один из них не является независимым, поэтому данная проблема должна обсуждаться более подробно.

С. 1.3 Компенсация реактивной мощности

162

ГОСТР 51524 —2012

С .13.1 Общие критерии компенсации

Коррекцию коэффициента мощности оборудования проводят с помощью конденсаторных батарей, подключаемых к линии электропитания электромеханических или статических преобразователей.

Емкость устанавливаемой конденсаторной батареи зависит от активной и реактивной мощностей, необходимых для системы, а также от изменения мощности в течение дня (характеристик изменения нагрузки во времени). Емкость конденсаторной батареи зависит таюке от практики установления размеров платежей за коммунальные услуги.

Компенсация реактивной мощности зачастую определяется в зависимости от среднего значения потребления энергии (активной и реактивной) в наиболее напряженный период дня в течение месяца.

Примечание - Понятие «реактивная электрическая энергия», используемое в настоящем разделе, определяется как интеграл от реактивной мощности в определенном вр еменном инт ерв ал е.

Для оценки коэффициента мощности необходимо знать следующие критерии предо ставления коммунальных услуг:

-    периоды напряженного режима в течение дня,

-    ограничения свободного от нагрузки коэффициента реактивной мощности (например, tg ср);

-    данные пользователя, такие как, например, характеристика изменения нагрузки во времени.

163

ГОСТР 51524 —2012

Рисунок 1 - Определения, относящиеся к установке и ее составу

3.1.1    основной    модуль привода (ОМП)    [basic drive module (BDM)]:

Электронный силовой преобразователь и связанные с ним устройства управления, подключенные между источником электропитания и двигателем. ОМП обеспечивает передачу электрической энергии от источника электропитания к двигателю и может обеспечить передачу    электрической энергии от двигателя к    источнику

электропитания. ОМП    обеспечивает    управление    некоторыми или    всеми из

перечисленных ниже    характеристик, связанных    с электрической    энергией,

передаваемой к двигателю и на выходе двигателя:

-    сила тока,

-    частота;

-    напряжение,

-    скорость;

-    момент,

-    сила,

-    положение.

3.1.2    полный модуль привода (ПМП) [complete drive module (CDM)]: Модуль привода, включающий в себя, но не ограниченный, ОМП и расширения, такие как защитные устройства, трансформаторы и вспомогательное оборудование. Однако двигатель и сенсоры, которые механически связаны с осью двигателя, не включают в состав ПМП.

3.1.3    система электрического привода (СЭП) [power drive system (PDS)]: Система, состоящая из одного или большего числа ПМП и двигателя или двигателей

11

ГОСТР 51524 —2012

Следует учитывать, что компенсация потребления реактивной мощности не

может быть ни постоянной, ни до ж овр еменной. Постоянная компенсация в

действительности привела бы к подпитке сети электропитания реактивной

мощностью в определенное время. В результате увеличилось бы напряжение в

установке пользователя, что не является целесообразным. Такой подход к

компенсации может рассматриваться для всей установки и практически является

невозможным для каждой СЭП.

С другой стороны, конденсаторы могут устанавливаться на стороне низкого

напряжения либо на стороне среднего напряжения. Обычная практика показывает,

что установка на стороне среднего напряжения является экономически выгодной,

если компенсация реактивной мощности достигает 600 кВ Ар. При низких

номинальных значениях реактивной мощности более предпочтительной является

установка на стороне низкого напряжения

Если конденсаторы компенсации коэффициента мощности предназначены для

установки в сетях с источниками гармонического синусоидального тока, то

рекомендуется, чтобы последовательно с конденсаторами включались

индуктивности Это необходимо для того, чтобы конечные резонансные частоты

сдвигались ниже самой низкой частоты характеристических гармоник, обычно пятой

гармоники (см. С. 1.3.4).

С.1.3.2 Применение компенсации при низком напряжении

С. 1.3.2.1 Различные решения

В соответствии с местными условиями можно определить три вида компенсации (см. рисунок С. 1):

-индивидуальная компенсация аппаратов;

-групповая компенсация,

164

Рисунок С. 1 - Компенсация реактивной мощности

ГОСТР 51524 —2012


- общая компенсация.


С. 1.3.2.2 Индивидуальная компенсация для двигателя, связанного непосредственно с сетью

Индивидуальная компенсация особенно рекомендуется при наличии двигателя с

постоянной скоростью вращения номинальной мощностью свыше 25 кВт и если он

должен работать в течение большей части рабочего времени. Данное условие, в

частности, применяется к приводным двигателям машин с высокой инерцией, таких,

например, как вентиляторы. Коммутационное устройство двигателя автоматически

подключает или отключает конденсатор. Целесообразно убедиться в отсутствии

опасности резонанса.

а) Преимущества

Реактивная энергия создается непосредственно в той точке, в которой она потребляется. Снижение нагрузки реактивного тока происходит по всей длине кабеля

165

ГОСТР 51524 —2012

электроснабжения. Отдельная компенсация, таким образом, больше способствует снижению кажущейся мощности, потерь напряжения и провалов напряжения в проводниках

Ь) Недостатки

Для малых потребителей индивидуальная компенсация является относительно дорогостоящей, так как несколько небольших конденсаторов являются более дорогими, чем отдельная крупная конденсаторная батарея. Когда конденсаторы подключены, они увеличивают напряжение сети локально. При этом становится необходимым их отключение от сети общего пользования (высоковольтной) в период малой нагрузки, чтобы снизить напряжение. Следует учитывать, что повышенное напряжение связано с риском приложения чрезмерного напряжения к оборудованию, и приводит к его преждевременному старению. Следовательно, конденсаторы должны присоединяться к сети по возможности с помощью их собственных коммутирующих устройств. Важным недостатком является тот факт, что чрезмерное использование конденсаторов в промышленной электросети повышает опасность возникновения резонанса. Все эти факторы значительно ослабляют потенциальные преимущества, которые можно получить от индивидуальной компенсации.

С. 1.3.2.3 Групповая компенсация

В случае групповой компенсации отдельная конденсаторная батарея, управляемая ее собственным распределительным устройством, компенсирует группу потребителей реактивной энергии, расположенную в цехе или в какой-либо отдельной зоне.

а) Преимущества

166

ГОСТР 51524 —2012

Групповая компенсация требует меньших вложений, чем индивидуальная компенсация. Однако график нагрузки должен быть известен заранее, чтобы правильно рассчитать емкость конденсаторных батарей и избежать опасности возникновения перекомпенсации (когда реактивной мощности поставляется больше, чем требуется), которая вызывает постоянные перенапряжения, приводящие к преждевременному старению оборудования. Конденсаторная батарея оборудована собственным распределительным устройством, что облегчает возможность ее отключения в периоды малых нагрузок в общественной сети общего пользования, даже если соответствующие потребители мощности остаются присоединенными.

Ь) Недостатки

Кабели электроснабжения различных потребителей мощности должны быть рассчитаны для пропускания как реактивного, так и активного тока. Кроме того, необходимо обеспечить защиту конденсаторов (использовать, например, плавкие предохранители, автоматические выключатели и т. д.) и их разряд в целях безопасности (разрядные резисторы) во время технического обслуживания и ремонта. За плавкими предохранителями необходимо обеспечивать регулярное наблюдение.

С. 1.3.2.4 Общая компенсация

В случае общей компенсации производство реактивной энергии сконцентрировано в одной конкретной точке, чаще всего на подстанции или в достаточно большом и хорошо вентилируемом помещении. В установках с малыми потребителями мощности, в основном рекомендуется применять автоматически регулируемую центральную компенсацию, с тем чтобы избежать перекомпенсации. Если кривая нагрузки показывает небольшие колебания, необходимо только

167

ГОСТР 51524 —2012

включать всю батарею в периоды работы установок.

a)    Преимущества

Конденсаторные батареи имеют хороший коэффициент загрузки, легче осуществляется контроль за установкой. Кроме того, с автоматическим управлением конденсаторной батареей график нагрузки установки отслеживается эффективно, без вмешательства человека (то есть, без ручного соединения и разъединения). Такое решение является наиболее экономически выгодным, если колебания нагрузки несвойственны конкретным потребителям мощности

b)    Недостатки

Работающие ниже по сети установки являются источниками реактивной энергии.

С .1.3.3 Применение компенсации при среднем напряжении

Обычно компенсация проводится на централизованной основе. Конденсаторы группируют в батарее на подстанции среднего напряжения. Батареи через автоматический выключатель присоединяют к шине среднего напряжения. Их мощность может достигать нескольких МВАр и они могут подразделяться на меньшие секции, которые последовательно приводятся в действие для получения оптимальной компенсации как функции графика дневной нагрузки. Каждая секция управляется коммутационным устройством, предусмотренным для подключения конденсаторов с учетом функции графика дневной нагрузки или контроля «он-лайн».

а) Преимущества

168

ГОСТР 51524 —2012

Если уровни мощности конденсаторных батарей превышают 600 кВ Ар, стоимость компенсации при среднем напряжении будет, как правило, меньше стоимости компенсации при низком напряжении.

б) Недостатки

Данный метод компенсации не приводит к снятию напряжения в той части сети, которая расположена ниже конденсаторов. Включение конденсаторной батареи вызывает выбросы напряжения. Коммутацию конденсаторных батарей необходимо проводить более осторожно, чем с конденсаторами в секции низкого напряжения.

С 1.3.4 Опасности возникновения резонанса

Опасности возникновения резонанса возникают из-за одновременного наличия в сети конденсаторов для компенсации реактивной мощности и источников гармонических токов, включающих в себя статические преобразователи.

Упрощенная схема промышленной сети, включая пассивную нагрузку RL и конденсаторную батарею, полностью компенсирующую нагрузку, представлена на рисунке С. 2.

169

Xr - полное сопротивление сети электропитания при мощности короткого замыкания Ssco', Xi ~ полное сопротивление трансформатора с кажущейся мощностью (реактивное сопротивление xsc); ТОП точка общего присоединения к шине вторичной обмотки с мощностью короткого замыкания Ssci, RL ~ сопротивление и индуктивность, соответствующие активной и реактивной мощности Р и Q нагрузки (Р - активная мощность пассивной нагрузки и потерь, Q - реактивная мощность пассивной нагрузки); С -конденсатор для компенсации реактивной энергии с мощностью QCOnd

ГОСТР 51524 —2012


Рисунок С.2 - Упрощенная схема промышленной сети

Изменения гармонического полного сопротивления электрической сети в ТОП и опасности возникновения резонанса, связанного с наличием источника гармонических токов, представлены на рисунке С. 3.

Полные сопротивления^ иХ* сети «выше по потоку» способствуют снижению мощности короткого замыкания от значения Ssc0 до значения Sscl.

'S'ici=(l/'SkD+^sc/'S/)1

170

РисунокСЗ-Полное сопротивление в зависимости от частоты при упрощенной схеме сети

ГОСТР 51524 —2012


Следовательно, эквивалент полного сопротивления гармоник Zh сети в ТОП относительно порядка гармоники h имеет значение

Zh=(h ЦГ[(Г eem/-Slti-e)2 + h-p'-f',    (С 8)

а резонансная частота рассчитывается по формуле:

/,=/,    (с. 9)

где/i - частота основной гармоники

На рисунке С.З показаны изменения полного сопротивления Zh и полного сопротивления сети только для Хг и X, в зависимости от частоты, При этом значение Zh показывает усиление при резонансной частоте f, по сравнению с полным сопротивлением самой сети Примеры полных сопротивлений сетей и различных вариантов регулирования приводятся в [ 14].

Если на определенных частотах гармоник полное сопротивление сети становится высоким и на соответствующих частотах происходит подпитка гармоническими токами, возникают существенные гармонические напряжения в

ГОСТР 51524 —2012

соответствии с законом Ома. Таким образом, между индуктивностями и конденсаторами сети возникает резонанс. Это приводит к последствиям:

a)    опасность перегрузки конденсаторов из-за сверхтоков, протекающих по конденсаторам, особенно на высоких частотах гармоник,

b)    опасность пробоев на выводах этих конденсаторов из-за значительных гармонических напряжений,

c)    нарушение работы аппаратуры с чувствительными электронными элементами и перегрев обмоток двигателя при высоких гармонических напряжениях на выводах промышленной установки,

d)    образование гармонических токов в распределительной сети и в других установках потребителя при возникновении гармонических напряжений.

Следует принять соответствующие меры по обеспечению снижения излучения источниками гармонического тока либо установить фильтры. Расположение конденсаторов в промышленной сети является, таким образом, важным фактором возникновения резонансов.

Проблемы резонанса зачастую вызывают необходимость проведения подробного анализа сети электроснабжения для их разрешения. Эти проблемы не являются систематическими по своему характеру, но при их возникновении последствия чаще всего означают нанесение вреда оборудования, не говоря уже об их влиянии на его ускоренное старение.

В настоящем раз деле рассмотрена одна схема компенсации реактивной мощности. Следует обратить внимание на то, что увеличение числа таких схем в сети повышает опасность возникновения резонанса.

172

ГОСТР 51524 —2012

С.1.4 Методы фильтрации С1.4.1 Критерии

При применении фильтров в СЭП возникают трудности, сходные с теми, что появляются при применении фильтров в установках Сведения, приведенные в С. 1.3.2 - С.1.3.4 относительно компенсации реактивной мощности, применимы к СЭП, лишь исходные критерии являются специфическими.

Фильтры в СЭП следует применять, в случае вероятного возникновения чрезмерного уровня искажений высоковольтного напряжения. Уровень искажений напряжения оценивают в соответствии с В.З и В.4 приложения В. Для каждой конкретной СЭП известны обычные характеристики гармонической эмиссии, то есть уровни гармонических токов.    Но этих характеристик для расчета фильтра

недостаточно.

Как правило, фильтром является оборудование, присоединенное к сети, представляющее собой крайне низкое полное сопротивление на тех отдельных частотах, которые должны фильтроваться. Фильтр поглощает гармонические токи этих отдельных частот. Однако не    устанавливаются различия между

гармоническими токами, идущим от СЭП, где ток проходит через фильтр с низким полным сопротивлением (в отличие от сети с более высоким полным сопротивлением), и гармоническими токами, возникающими от гармонического напряжения, существующего в сети, которые определяются суммой гармонического полного сопротивления сети и сопротивления фильтра (см. рисунок С.4).

Из указанного выше следует, что расчет фильтра является достаточно сложным процессом, при этом следует учитывать три основных параметра:

173

ГОСТР 51524 —2012

Любые сенсоры, механически связанные с осью двигателя, также являются частью СЭП, однако оборудование, приводимое в движение, не включают в состав СЭП.

3.1.4 установка (installation):    Оборудование или несколько образцов

оборудования, включающие в себя, по меньшей мере, СЭП и оборудование, приводимое в движение.

32 Применение по назначению

3.2.1 первая электромагнитная обстановка (first environment): Электромагнитная обстановка помещений (зданий) в жилых зонах, включая также обстановку учреждений, непосредственно подключенных без промежуточных трансформаторов к низковольтным электрическим сетям, питающим здания в жилых зонах.

Примечание - Примерами мест размещения, относящихся к первой электромагнитной обстановке, являются дома в жилых зонах, жилые помещения, коммерческие предприятия и офисы в жилых зданиях.

3.2.2 вторая электромагнитная обстановка (second environment): Электромагнитная обстановка всех учреждений, помещений, кроме тех, которые непосредственно подключены к низковольтным электрическим сетям, питающим здания в жилых зонах.

Примечание - Примерами мест размещения, относящихся ко второй электромагнитной обстановке, являются промышленные зоны, технические зоны; размещенные в любых зданиях, получающие питание от специально предназначенных для этого транс форматоров

ГОСТР 51524 —2012

1)    ток, подлежащий фильтрованию, источником которого является СЭП

(ответственность изготовителя СЭП),

2)    существующее гармоническое напряжение (возможно применение уровней ЭМС но в целом, их применение привело бы к переоценке номинальных характеристик фильтра),

3) полное гармоническое сопротивление в системе (ответственность распределителя энергии предприятия пользователя, если это ТВП, и сетевой организации, если это ТОП).

Важно отметить, что знаний значений гармонического напряжения недостаточно, если неизвестно полное гармоническое сопротивление. Часто для правильной оценки фильтра необходимы предварительные измерения напряжений и полного сопротивления. В результате по причинам, указанным в С. 1.3.4, возникает опасность последовательно - параллельных резонансов

С.1Л2 Пассивный фильтр

Наиболее традиционными фильтрами являются пассивные резонансные контуры (последовательное соединение индуктивности и емкости) или демпфированные контуры с присоединением резисторов или более сложных структур, что увеличивает число полюсов и нулей в полном сопротивлении фильтра.

Фильтр имеет очень низкое полное сопротивление при определенной частоте, которая является кратной частоте сети. Батарея фильтров с различными параллельно соединенными резонансными контурами обеспечивает фильтрацию гармоник с порядками, например, 5, 7, 11, 13 (см. рисунок С.4). Батарея фильтров может также включать в себя высокочастотные помехоподавляющие фильтры. Батареи фильтров

174

ГОСТР 51524 —2012 конструируют для постоянной частоты сети и в случае если фильтры слабо демпфированы, эффективность фильтра зависит от стабильности частоты сети.

Рисунок С.4 - Пример батареи пассивных фильтров

Следует отметить, что при фильтрации интергармоник необходимо применять демпфированные фильтры, фильтрация ингергармоник эффективна только в узкой полосе частот.

Что касается опасности возникновения резонансов, следует обратить внимание на следующие два основных явления:

-    в основном, резонанс возникает на частоте, которая несколько ниже частоты настройки фильтра. Необходимо проверить, не повлияет ли резонанс на контроль колебаний напряжения или сигнализацию по сети, которая может использоваться в системе энергоснабжения. Пользователь совместно с представителями сетевых организаций обязан информировать изготовителя о такой возможной работе сети и характеристиках несущих частот,

-    фильтрация каждой СЭП повышает опасность возникновения резонансов, что в результате может повлиять на большую часть установки. В целом, только анализ,

ГОСТР 51524 —2012

проведенный в каждом конкретном случае, может устранять подобные сложности, поэтому предпочтительнее осуществлять общую компенсацию.

С 1.4.3 Место расположения фильтра

В случае применения индивидуального фильтра оборудование фильтрации должно находиться как можно ближе к искажающей СЭП. Однако при применении предпочтительного метода общей компенсации расположение и структура фильтра должны выбираться с учетом следующих параметров установки:

-    секции с естественной развязкой в сети;

-    другие искажающие СЭП или нагрузки с характеристиками вносимых искажений, т. е. характеристиками эмиссии гармонических токов;

-    полные сопротивления распределительной сети, особенно при использовании длинных кабелей или схем компенсации реактивной мощности (см. С.2).

С.2 Реактивная мощность и гармоники

С.2.1 Обычные методы подавления помех

Как указано в С 1 1, методы компенсации реактивной мощности и фильтрации гармонических токов в значительной степени взаимосвязаны и поэтому не могут применяться независимо друг от друга.

В соответствии с С. 1.3.4 опасность резонанса возникает, как только конденсатор присоединяется к электрической сети, которая по своему характеру является индуктивной. Электрические кабели также вносят емкостное сопротивление в сеть. Применение конденсатора, компенсирующего реактивную мощность, приводит к увеличению гармонических токов в ТОП, как показано на рисунке С.5. Значит е льны е гармо ниче ски е т оки т акж е пр от екаю т чер ез кон ден сат ор.

176

ГОСТР 51524 —2012

Сплошная линия - ток, А Пунктирная линия - напряжение линия -нейтраль, кВ

20кВ - Ssco = 69 MBA

200 кВт tgcp =0,5 а) Схема цепи

Ь) Формы тока и напряжения в точке общего присоединения (Осне подключен)

зо

Сплошная линия - ток, А Пунктирная линия - напряжение    Сплошная    линия    -    ток, А

л"””" -ЫШШЬ' «В

с) Формы тока и напряжения в точке    d)    Ток в Qc

общего присоединения (Qc подключен)

Рисунок С.5 - Пример несовершенного решения при компенсации реактивной мощности

177

ГОСТР 51524 —2012

Как следует из рисунка С. 5, сложности возникают уже с одним конденсатором и увеличиваются с числом конденсаторов, используемых для компенсации реактивной мощности. Чрезмерное использование в сети конденсаторов для пассивной фильтрации, а также для компенсации реактивной мощности увеличивает число возможных резонансных частот. Поэтому применение общей компенсации, распространяющейся на всю систему, приводит к наилучшим результатам.

Более того, переход к индивидуальной компенсации реактивной мощности с одновременной фильтрацией гармоник увеличивает опасность перепроизводства реактивной мощности. Фактически, эффективная пассивная фильтрация также производит значительное количество реактивной мощности. Поэтому совместное рассмотрение двух этих процессов дает возможность найти наилучшее решение путем разработки оптимального оборудования для установки в целом.

С.2.2 Другие решения

С.2.21 Общие положения

Основным недостатком пассивных фильтров является неспособность их к адаптации к изменениям сети и составных частей фильтра (старение, зависимость от температуры и т. д.). Пассивный фильтр является эффективным, если его полное сопротивление на определенной частоте мало меняется по сравнению с изменениями полного сопротивления источника питания. В некоторых случаях компенсация затрудняется, если источник питания имеет небольшое полное сопротивление или частотная характеристика фильтра неточно настроена на гармоники, создаваемые нагрузкой. Однако, наиболее серьезными проблемами являются последовательные или параллельные резонансы, которые могут возникать в сети.

ГОСТР 51524 —2012 Следовательно, как для сетевых организаций, так и для индивидуального пользователя могут потребоваться другие методы компенсации, позволяющие оптимально использовать энергию, получаемую от сети. Новые решения, предлагающие более эффективное применение СЭП, находятся на стадии рассмотрения, а некоторые из них - на стадии производственного процесса. Это активные силовые фильтры и СЭП, не создающие помех, включающие в себя средства управления компенсацией коэффициента мощности сети.

С.2.2.2 Активные фильтры

Принцип активной фильтрации заключается во включении между нагрузкой и источником энергии (электрической сетью) преобразователя, состоящего из силового преобразователя инверторного типа, который может компенсировать гармоники тока или напряжения Когда активный фильтр включают параллельно нагрузке для генерирования гармонического тока в качестве противопоставления току, вырабатываемому нагрузкой, он рассматривается как параллельный или шунт о вый активный фильтр. Если фильтр соединен с сетью последовательно, то он компенсирует гармоническое напряжение в точке соединения с нагрузкой. Основным преимуществом активных фильтров по сравнению с пассивными является их способность адаптироваться к изменениям сети и нагрузки.

При параллельных или последовательных соединениях возможно использовать фильтры с различной структурой. Использование активных фильтров вместе с пассивными компонентами позволило бы улучшить конструкцию и расширить потенциальное применение активных фильтров, в том числе, при среднем напряжении Кроме того, существует тенденция к снижению стоимости активных

179

ГОСТР 51524 —2012 фильтров.

С.2.2.3 СЭП, не создающие помех

Новые виды сетевых преобразователей представляют собой альтернативу активным фильтрам. Такие одно- или трехфазные устройства заменяют диодные или тиристорные преобразователи. Они допускают компенсацию коэффициента мощности СЭП как посредством прохождения тока, полученного от сети, в фазе с напряжением сети, так и путем минимизации гармоник тока. Компоненты, используемые в этих преобразователях, стоят дороже, так как контролируют и включение, и выключение тока. Классическим видом таких преобразователей сети является преобразователь напряжения инверторного типа с использованием шести транзисторов. Системы силовых приводов, включая данный тип преобразователя сети для компенсации коэффициента мощности, называются чистыми или неизлучающими помехи СЭП.

С.2.2.4 Применение

Стоимость перспективных систем компенсации реактивной мощности и гармонических токов является или может стать важной частью издержек от нелинейных нагрузок, которые они компенсируют в СЭП или при других применениях. Это обстоятельство следует учитывать и в отношении капиталовложений, эксплуатации и технического обслуживания. Эксплуатация таких систем порождает затраты с возрастающими потерями, но позволяет снизить потребление реактивной мощности. Балансирование между затратами и преимуществами осуществляется с целью обеспечения ЭМ С (то есть соответствия уровням ЭМС).

180

ГОСТР 51524 —2012 Использование общей, групповой или комбинированной компенсации может быть более доступным, чем применение пассивных мер, так как снижается опасность возникновения резонанса.

Следует также учитывать, что перспективные системы компенсации реактивной мощности и гармонических токов увеличивают число коммутирующих электронных силовых устройств, что может стать причиной    увеличения

высокочастотной электромагнитной эмиссии.

Приложение D (справочное)

181

ГОСТР 51524 —2012

Рассмотрение высокочастотных электромагнитных помех

D.1 Рекомендации для пользователя

D.11 Ожидаемая электромагнитная эмиссия от СЭП

D.111 СЭП и ее компоненты

Изготовители СЭП, применяемых в промышленных электрических сетях или в общественных сетях, из которых электрическая энергия не поступает в жилые здания, являются в целом технически компетентными и знакомыми с явлениями ЭМС.

При изготовлении компонентов СЭП с целью их продажи изготовители не могут применять методы помех оп о давления с целью снижения уровня радиопомех, поскольку они не знают граничных условий обеспечения ЭМС конечной установки. Более того, пользователю компонентов следует самому, исходя из экономических соображений, принимать решения об использовании общих или групповых методов фильтрации и экранирования, применении естественного снижения помех при увеличении расстояния или распределенных дополнительных элементов в схеме существующей установки, чтобы обеспечить электромагнитную совместимость в каждом конкретном случае.

D.1.1.2 Ко иду ктивные радиопомехи

Важной характеристикой для пользователя СЭП без фильтрации при оценке возможных методов снижения радиопомех является уровень кондукгивных радиопомех в полосе частот от 150 кГц до 30 МГц, которые можно ожидать на портах электропитания СЭП.

182

ГОСТР 51524 —2012

Приведенные ниже результаты основаны на измерениях СЭП нескольких типов (относящихся к источнику напряжения или тока), проведенных в различных странах в период с 1990 по 1994 гг. Для оценки уровней помех, которые можно ожидать на портах электропитания СЭП, полосу частот подразделяют на три части (в соответствии с ГОСТ Р 51318.11. 0,15 - 0,5 МГц; 0,5 - 5,0 МГц и 5,0 - 30 МГц и максимальный уровень помех каждой СЭП в каждой части полосы частот регистрируют как репрезентативный элемент этой части. Измерения проводят с использованием в основном пиковых детекторов. В диапазоне отклонений от среднего значения ± 20 дБ U&u (см. рисунок D.1) сосредоточено около 91 % результатов с учетом отклонений, возникающих при различных нагрузочных режимах (легкая и максимальная нагрузка), различных номинальных входных напряжениях (220; 400, 460, 660 В) и различной номинальной мощности (от 0,75 до 740 кВт).

В соответствии с физической основой создания кондукгивных помех средние пиковые показания можно аппроксимировать двумя прямыми линиями с наклоном 20 дБ/декада и 40 дБ/декада. Две линии, пересекающиеся на промежуточной частоте= 2 МГц, могут быть представлены формулой

и&ц/ дБ(мкВ) = 201og

80 В 10 кГц

(D.1)

если 100 кГц < F<

80 В 10 кП/ ■ ftrans

(D. 2)

Uda/дБ (мкВ) =201og-

183

Редактор О. И. Горбунова Технический редактор В. Н. Прусакова Корректор Л. Я. Митрофанова Компьютерная верстка Т. Ф. Кузнецовой

Сдано в набор 09.10.2013. Подписано в печать 16.01.2014. Формат 60x 64%. Бумага офсетная. Гарнитура Ариал Печать офсетная. Уел печ. л. 11.63. Уч.-изя. п. 11.05. Тираж 81 эм. За*. 1460

ФГУП «СТАНДАРТИМФОРМ», 123995 Москва. Гранатный пер.. 4 «vww.goslinfo.ru    mfo@gostinfo.ru

Набрано и отпечатано а Калужской типографии стандартов. 246021 Калуга, ул. Московская. 256

Сохраните страницу в соцсетях:
Другие документы раздела "Прочие"
РАЗДЕЛЫ САЙТА

НОРМАТИВНЫЕ
ДОКУМЕНТЫ

ПРИСОЕДИНЯЙТЕСЬ